EP1903019A2 - Method for the production of iso-olefines - Google Patents

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EP1903019A2
EP1903019A2 EP07112214A EP07112214A EP1903019A2 EP 1903019 A2 EP1903019 A2 EP 1903019A2 EP 07112214 A EP07112214 A EP 07112214A EP 07112214 A EP07112214 A EP 07112214A EP 1903019 A2 EP1903019 A2 EP 1903019A2
Authority
EP
European Patent Office
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reactor
catalyst
temperature
carried out
tert
Prior art date
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EP07112214A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1903019A3 (en
EP1903019B1 (en
Inventor
Silvia Santiago Fernandez
Markus Dr. Winterberg
Franz Dr. Nierlich
Stephan Dr. Houbrechts
Horst-Werner Dr. Zanthoff
Wilfried Dr. Büschken
Walter Luh
Georg Dr. Skillas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Oxeno Olefinchemie GmbH
Evonik Oxeno GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1903019A3 publication Critical patent/EP1903019A3/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C1/20Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • C07C1/24Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms by elimination of water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/03Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
    • C07C2529/035Crystalline silica polymorphs, e.g. silicalites

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of isoolefins, in particular isobutene, by cleavage of alkyl tert-alkyl ethers or tertiary alcohols.
  • the present invention relates to a process for cleaving alkyl tertiary alkyl ethers, especially MTBE, in isoolefin and alcohol.
  • Isoolefins such as. As isobutene, are important intermediates for the preparation of a variety of organic compounds. Isobutene, for example, is the starting material for the production of a variety of products, eg. B. for the preparation of butyl rubber, polyisobutylene, isobutene oligomers, branched C 5 aldehydes, C 5 carboxylic acids, C 5 alcohols and C 5 olefins. Furthermore, it is used as alkylating agent, in particular for the synthesis of tert-butyl aromatics, and as an intermediate for the production of peroxides. In addition, isobutene can be used as a precursor for the production of methacrylic acid and its esters.
  • isoolefins are usually present together with other olefins and saturated hydrocarbons having the same or different number of carbon atoms.
  • the isoolefins (economically) can not be separated by physical separation methods alone.
  • isobutene is present in conventional technical streams together with saturated and unsaturated C 4 hydrocarbons. From these mixtures isobutene can not be separated economically by distillation because of the low boiling point difference or the low separation factor between isobutene and 1-butene by distillation.
  • isobutene is generally recovered from technical hydrocarbon mixtures by reacting isobutene to a derivative that is easily separated from the remaining hydrocarbon mixture and that the isolated derivative is cleaved back to isobutene and derivatizing agent.
  • isobutene is separated from C 4 cuts, for example the C 4 fraction of a steam cracker, as follows. After removal of most of the polyunsaturated hydrocarbons, mainly butadiene, by extraction (selective distillation) or selective hydrogenation to linear butenes, the remaining mixture (raffinate I or hydrogenated crack C 4 ) is reacted with alcohol or water. When methanol is used, methyl tert-butyl ether (MTBE) is formed from isobutene and tert-butanol (TBA) when water is used. After their separation, both products can be cleaved to isobutene in inversion of their formation.
  • MTBE methyl tert-butyl ether
  • TSA tert-butanol
  • MTBE is less expensive than TBA because the conversion of isobutene-containing hydrocarbons with methanol is easier than with water and MTBE is produced as a component of gasoline in large quantities.
  • the recovery of isobutene from MTBE is therefore potentially more economical than that from TBA, if the cleavage of MTBE would be a similar procedure as for the cleavage of TBA available.
  • the cleavage of ethers with a tertiary alkyl radical to the corresponding isoolefins and alcohols and the cleavage of tertiary alcohols to the corresponding isoolefins and water can be carried out in the presence of acidic catalysts in the liquid phase or gas / liquid mixed phase or in the pure gas phase.
  • the cleavage in the liquid phase or gas / liquid phase has the disadvantage that the resulting products, dissolved in the liquid phase, can undergo side reactions.
  • the isobutene resulting from the cleavage of MTBE forms undesired C 8 and C 12 components by acid-catalyzed dimerization or oligomerization.
  • the undesirable C 8 components are mainly 2,4,4-trimethyl-1-pentene and 2,4,4-trimethyl-2-pentene.
  • part of the methanol formed during the cleavage is converted into dimethyl ether with elimination of water.
  • DE 102 27 350 and DE 102 27 351 describes processes for the preparation of isobutene by cleavage of MTBE in the gas phase. In both processes, temperatures of 150 to 300 ° C are used. In US 6,072,095 and US 6,143,936 Also described are processes for preparing isobutene by cleavage of MTBE. In these methods, temperatures of 50 to 300 ° C, preferably from 100 to 250 ° C are used.
  • a problem in carrying out the cleavage in the gas phase at relatively low temperatures is a faster deactivation of the catalyst.
  • the cleavage of isoolefin derivatives is endothermic.
  • a strong temperature drop can occur in the first catalyst zone. This can, starting from low inlet temperatures, cause the temperature in the catalyst to drop particularly sharply, thereby deactivating the catalyst more rapidly or more vigorously.
  • reactors in which the heat of reaction is supplied from the inside or from the outside.
  • Reactors with internal heating heatating rods or plates or tubes, which are flowed through by a heating medium
  • a tube reactor or tube bundle reactor For reactors that are heated from the outside, it is usually a tube reactor or tube bundle reactor. These are usually heated by means of a heat carrier, which flows through a closed jacket, which encloses the pipe or pipes.
  • a heat carrier which flows through a closed jacket, which encloses the pipe or pipes.
  • a heat carrier which flows through a closed jacket, which encloses the pipe or pipes.
  • a reactor whose jacket is subdivided into different regions which can be charged with heat carriers having different temperatures.
  • these constructions are complex and require a high capital investment.
  • the operating costs are higher than in a reaction in a tubular reactor with only one heating circuit.
  • catalysts of different activity in a tubular reactor.
  • a catalyst having a lower activity than in the following zone can be used.
  • mixtures of a catalyst with different proportions of an inert material in the different zones have the disadvantage that it is necessary to have different catalysts available or to prepare different catalyst mixtures.
  • the layered filling of a tube reactor with several catalysts or catalyst mixtures is more expensive than filling with a catalyst.
  • alkyl tert-alkyl ethers and tertiary alcohols to isoolefins having 4 to 6 carbon atoms and alcohol or water on a solid catalyst in the gas phase in the temperature range 200 to 400 ° C at a pressure of 0.1 to 1.2 MPa in a simple tubular reactor or tube bundle reactor, with a liquid heat carrier is heated, can be easily cleaved without a strong catalyst deactivation is observed when the maximum temperature drop is set at any point in the catalyst zone to less than 50 ° C, when the reaction mixture and the heat carrier in the DC (in separate rooms) flow through the reactor and the temperature difference of the heat carrier between inlet point to the reactor and outlet from the reactor is less than 40 ° C.
  • the present invention therefore relates to a continuous process for the preparation of isoolefins having 4 to 6 carbon atoms by cleavage of compounds of the formula I.
  • the inventive method has the particular advantage that a significantly lower catalyst deactivation can be observed. If, for example, MTBE (methyl tert-butyl ether), ETBE (ethyl tert-butyl ether) or TBA (tert-butanol) is split into isobutene and alcohol or water in the gas phase, the resulting isobutene is replaced by cooling water to condense, the reaction is preferably carried out at elevated pressure, for example 0.7 MPa. At this pressure, however, an intensified deactivation of the catalyst can already be observed at temperatures below 200 ° C. For the preparation of isoolefins, in particular isobutene, cleavage at a temperature in the range from 200 ° C. to 400 ° C. is therefore particularly advantageous. This may be due to the fact that the process of the invention, a condensation of higher-boiling components on the catalyst, which may contribute to the catalyst deactivation, can be reduced or avoided.
  • MTBE methyl tert-but
  • the inventive method further has the following advantages:
  • the cleavage is preferably carried out in a tube bundle reactor with only one heating circuit. This results in a lower capital investment and lower operating costs compared to complex constructed reactor systems. Since the reactor is filled only with a catalyst, a catalyst change can be carried out quickly and inexpensively. Furthermore, the catalyst deactivation is reduced or slowed down, which extends the service life of the catalyst. This results in a reduction of the catalyst costs and the resulting production losses due to catalyst change.
  • TBA tertiary alcohols having 4 to 6 carbon atoms
  • tert-butanol TBA
  • TBA can come from different technical processes. One of the most important is the reaction of isobutene-containing C 4 -hydrocarbon mixtures with water. Processes for the preparation of TBA are, for example, in DE 103 30 710 and in US 7,002,050 described.
  • TBA can z. B. in pure form, as a TBA / water azeotrope or other TBA-water mixture.
  • alkyl tert-alkyl ethers which can be cleaved by the process according to the invention are, for example, MTBE, ETBE or TAME (tert-amyl methyl ether).
  • a method of producing MTBE is, for example, in DE 101 02 062 described. Processes for the production of ETBE are described, for example, in DE 10 2005 062700 . DE 10 2005 062722 . DE 10 2005 062699 and DE 10 2006 003492 described.
  • Preferred compounds of the formula I in the process according to the invention are tert-butanol, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether and / or tert-amyl methyl ether. It may be advantageous if a mixture of at least two compounds of the formula I is used. This can be z. Example, be the case when mixtures of compounds of formula I are already obtained in the production process of the compound of formula I to be cleaved because of the starting materials used. In particular, if isobutene is to be produced by the process according to the invention, z. Example, a mixture comprising tert-butanol and methyl tert-butyl ether can be used.
  • the compounds of the formula I can be added to the novel process as a pure substance or in a mixture with other compounds. In particular, the process according to the invention technical mixtures which have one or more compounds of formula I are supplied.
  • MTBE-containing mixture can be used in the process according to the invention MTBE different quality.
  • MTBE exhibiting mixture can / can z.
  • pure MTBE mixtures of MTBE and methanol, technical MTBE different qualities or mixtures of technical MTBE and methanol are used.
  • technical MTBEs of different qualities or mixtures of technical MTBE and methanol can be used.
  • Technical MTBE (fuel grade) is the preferred feedstock, especially for economic reasons.
  • Table 1 shows, for example, the typical composition of a technical MTBE from OXENO Olefinchemie GmbH. ⁇ b> Table 1 ⁇ / b>: Typical composition of Technical MTBE (fuel quality) of Oxeno Olefinchemie GmbH.
  • Technical MTBE can be prepared by known methods by reaction of C 4 -hydrocarbon mixtures from which the polyunsaturated hydrocarbons have been substantially removed, for example raffinate I or selectively hydrogenated crack C 4 , with methanol.
  • a method of producing MTBE is described, for example, in DE 101 02 062 described.
  • a stream comprising MTBE which is obtained wholly or partly by removal of low-boiling components in an optional process step from an MTBE-comprising stream.
  • the separation of low boilers may be particularly advantageous if the MTBE-containing stream z. B. C 4 - and / or C 5 hydrocarbons.
  • the separation of the low boilers, such as. B. C 4 - and / or C 5 hydrocarbons from the stream in the optional process step may preferably be carried out in a distillation column.
  • the distillation column is preferably operated so that the low boilers can be separated off as top product.
  • the separation of the low-boiling components is preferably carried out in a distillation column which has from 30 to 75 theoretical plates, preferably from 40 to 65 and particularly preferably from 40 to 55 theoretical plates.
  • the column is preferably operated at a reflux ratio between 150 and 350, in particular between 200 and 300, depending on the number of stages realized, the composition of the MTBE used and the required purity of C 4 and C 5 hydrocarbons.
  • the column in the optional process step is preferably operated at an operating pressure of 0.2 to 0.6 MPa (abs) , preferably from 0.3 to 0.4 MPa (abs) .
  • To heat the column can, for. B. 0.4 MPa steam can be used.
  • the condensation can take place against the cooling sole, cooling water or air.
  • the top hatch of the column can be completely or only partially condensed, so that the top product can be withdrawn either liquid or vapor.
  • the top product can be used thermally or used as starting material of a synthesis gas plant.
  • the bottom product can be fed directly to the cleavage.
  • the inlet temperature of the gaseous educt is preferably above 200 ° C., preferably well above 200 ° C.
  • the inlet temperature of the educt can be in a heater upstream of the reactor be set. If the starting material used is a starting material containing MTBE as the compound of the formula I, the inlet temperature is preferably at least 230 ° C., preferably greater than 250 ° C.
  • the inlet temperature is preferably between 250 and 270 ° C.
  • the inlet temperature up to 400 ° C. If the conversion can no longer be maintained when it reaches 400 ° C., it may be advantageous to replace the catalyst completely or partially.
  • the temperature drop in the catalyst zone is at any point with respect to the inlet temperature less than 50 ° C, preferably less than 40 ° C and more preferably 1 to 30 ° C.
  • the maximum temperature drop can be due to numerous parameters, such. B. by the temperature of the heat carrier used for heating and by the speed at which the heat carrier flows through the jacket can be adjusted.
  • the reactor is preferably operated at a space velocity (weight hourly space velocity (WHSV) in kilograms of starting material per kilogram of catalyst per hour) from 0.1 to 5 h -1 , in particular from 1 to 3 h -1 in the straight pass.
  • space velocity weight hourly space velocity (WHSV) in kilograms of starting material per kilogram of catalyst per hour
  • the reactor can be arranged in any spatial direction. If the reactor has reactor tubes, these can also point in any direction in space. Preferably, however, the reactor is set up such that the reactor or the reactor tubes are aligned vertically.
  • the heat carrier is preferably supplied at the highest point or near the highest point of the jacket and withdrawn at the lowest point or in the vicinity of the lowest point of the reactor or vice versa.
  • the reaction mixture in the reaction zone and the heat transfer medium in the jacket flow through the reactor in the same direction. Particularly preferably, the heat transfer medium and the reaction mixture flow through the jacket of the reactor or the reaction zone of the reactor Reactor from top to bottom.
  • the heat transfer medium In order to achieve a more uniform heating of the reaction zone, it may be advantageous to feed the heat transfer medium into the reactor not only at one point but at several points at approximately the same height. In order to avoid a larger temperature drop in the middle tubes compared to edge tubes when using a tube bundle reactor, it may be advantageous to provide in the inlet or in the inlets for the heat carrier nozzles that favor the transport of the heat carrier to the middle tubes. In this way, temperature fluctuations over the cross section of the tube bundle can be avoided.
  • the heat transfer medium can leave the reactor at one or more locations. If the reactor flows through the heat transfer medium from top to bottom, it must be ensured by constructive measures that the reaction zones, such as. B. the reaction tubes are completely immersed in heat transfer.
  • the heat carrier can be brought outside the reactor by direct or indirect heating to the desired temperature and pumped through the reactor.
  • heat transfer oils As a heat carrier salt melts, water or heat transfer oils can be used. For the temperature range of 200 to 400 ° C, the use of heat transfer oils is advantageous, since heating circuits with them in comparison to other technical solutions require a lower capital investment.
  • Heat transfer oils which can be used are, for example, those sold under the trade names Marlotherm (for example Marlotherm SH from Sasol Olefins & Surfactants GmbH), Diphyl (Bayer), Dowtherm (Dow) or Therminol (Therminol ) to be expelled. These synthetically produced heat transfer oils are based essentially on thermally stable ring hydrocarbons.
  • the heat transfer medium at a temperature which is 10 to 40 ° C, preferably 10 to 30 ° C higher than the temperature of the reactant flowing into the reactor, passed into the heating jacket of the reactor.
  • the temperature difference of the liquid heat carrier via the reactor ie between the inlet temperature of the heat carrier entering the heating jacket and the outlet temperature of the heat carrier at the outlet from the heating jacket is preferably less than 40 ° C, preferably less than 30 ° C and more preferably 10 to 25 ° C.
  • the temperature difference can be adjusted by the mass flow of the heat carrier per unit time (kilograms per hour) through the heating jacket.
  • catalysts which allow the cleavage of tert.-alcohols and alkyl tert.-alkyl ethers into isoolefins in the temperature range from 200 to 400.degree.
  • catalysts are used with which in the reactor, a reaction rate of at most 400 mol / (h ⁇ kg KAT ), preferably between 1 and 400 mol / (h ⁇ kg KAT ) is achieved.
  • the catalysts used in the process according to the invention can, for.
  • catalysts which formally consist of magnesium oxide, aluminum oxide and silicon oxide are preferably used for cleaving MTBE to isobutene and methanol in the gas phase. Such catalysts are z. In US 5,171,920 in Example 4 and in EP 0 589 557 described.
  • catalysts which have formally magnesium oxide, aluminum oxide and silicon dioxide and which have a magnesium oxide content of from 0.5 to 20% by mass, preferably from 5 to 15% by mass and more preferably from 10 to 15% by mass, an alumina content of 4 to 30% by mass, preferably 10 to 20% by mass, and a silica content of 60 to 95% by mass, preferably 70 to 90% by mass.
  • the catalyst has an alkali metal oxide in addition to the magnesium oxide. This can be z. B. be selected from Na 2 O or K 2 O.
  • the catalyst has as alkali metal oxide Na 2 O.
  • the preferably used catalyst preferably has a BET surface area (determined volumetrically with Nitrogen according to DIN ISO 9277) of 200 to 450 m 2 / g, preferably from 200 to 350 m 2 / g. If the catalyst according to the invention is applied to a support as active composition, only the active composition has a BET surface area in the stated range. On the other hand, depending on the nature of the support, the catalyst and support material may have a significantly different BET surface area, in particular a smaller BET surface area.
  • the pore volume of the catalyst is preferably from 0.5 to 1.3 ml / g, preferably from 0.65 to 1.1 ml / g.
  • the pore volume is preferably determined by the cyclohexane method.
  • the sample to be tested is first dried at 110 ° C to constant weight.
  • approx. 50 ml of the sample weighed to the nearest 0.01 g are placed in a cleaned impregnating tube which has been dried to constant weight and which has an outlet opening with a ground joint on the underside.
  • the outlet is covered with a small plate of polyethylene, which prevents clogging of the outlet through the sample.
  • the tube is carefully sealed airtight.
  • the impregnation tube is then connected to a water jet pump, the ground joint is opened and a vacuum in the impregnation tube of 20 mbar is set via the water jet.
  • the vacuum can be tested on a parallel connected vacuum gauge.
  • the stopcock is closed and the evacuated impregnation tube is then connected to a cyclohexane template, in which a precisely measured volume of cyclohexane is initially introduced, by sucking cyclohexane from the template into the impregnation tube by opening the stopcock.
  • the stopcock remains open until the entire sample has been flooded with cyclohexane. Then the ground joint is closed again.
  • the impregnation tube is carefully aerated and the unabsorbed cyclohexane is drained into the receiver.
  • Cyclohexane adhering in the impregnation tube or in the outlet opening or the connection with the cyclohexane template can be conveyed by a single careful pressure surge from a suction ball, via the aeration line into the original.
  • the volume of cyclohexane present in the template is noted.
  • the pore volume results from the absorbed cyclohexane volume, which is determined from the volume of cyclohexane in the receiver before the measurement minus the cyclohexane volume in the receiver after the measurement, divided by the mass of the examined sample.
  • the average pore diameter (preferably determined in accordance with DIN 66133) of the catalyst is preferably from 5 to 20 nm, preferably from 8 to 15 nm. Particularly preferably at least 50%, preferably more than 70% of the total pore volume (sum of the pore volume of the pores with a Pore diameter greater than or equal to 3.5 nm determined by mercury porosimetry according to DIN 66133) of the catalyst on pores having a diameter of 3.5 to 50 nm (mesopores).
  • catalysts which have an average particle size (determined by sieve analysis) of 10 ⁇ m to 10 mm, preferably 0.5 mm to 10 mm, particularly preferably an average particle size of 1 to 5 mm.
  • solid catalysts are used which have a mean particle size d 50 , from 2 to 4 mm, in particular from 3 to 4 mm.
  • the catalyst can be used as a shaped body.
  • the moldings can take any shape.
  • the catalyst is preferably used as a shaped body in the form of spheres, extrudates or tablets.
  • the shaped bodies preferably have the above mean grain sizes.
  • the catalyst may also be applied to a support, such as. Example, a metal, plastic or ceramic carrier, preferably on a with respect to the reaction in which the catalyst is to be used, inert carrier.
  • a support such as. Example, a metal, plastic or ceramic carrier
  • the catalyst of the invention on a metal support such as. As a metal plate or a metal mesh may be applied.
  • Such carriers equipped with the catalyst according to the invention can e.g. B. be used as internals in reactors or reactive distillation columns.
  • the supports may also be metal, glass or ceramic balls or balls of inorganic oxides. If the catalyst according to the invention is applied to an inert carrier, the mass and composition of the inert carrier are not taken into account in determining the composition of the catalyst.
  • the aluminosilicate can be used in a wide variety of forms in the process.
  • the aluminosilicate in the form of moldings, such as. As tablets, pellets, granules, strands or extrudates.
  • the aluminosilicate can also be used as aluminosilicate powder.
  • the determination of the grain size can, for. B. by laser diffraction with a particle analyzer Malvern, such. B. the Mastersizer 2000.
  • the salts used are the nitrates.
  • Magnesium salt solutions are preferably used which have, as magnesium salts, the salts of strong mineral acids, such as, for example, magnesium nitrate hexahydrate or magnesium sulfate heptahydrate.
  • the acidic aqueous alkali metal and / or alkaline earth metal salt solution used preferably has a pH of less than 6, preferably from less than 6 to 3, and particularly preferably from 5.5 to 3.5.
  • the determination of the pH can, for. B. be performed using a glass electrode or indicator paper.
  • the pH can be adjusted by adding an acid, preferably the acid whose alkali metal and / or alkaline earth metal salt is present in the solution.
  • the acid used is nitric acid.
  • the magnesium content of the magnesium salt solution used is preferably from 0.1 to 3 mol / l, preferably from 0.5 to 2.5 mol / l.
  • the treatment in step a) can be carried out in various ways which are suitable for bringing the aluminosilicate into contact with the magnesium salt solution. Possible treatment methods are z. B. Impregnating, soaking, spraying or dousing the aluminosilicate with the magnesium salt solution. It may be advantageous if the treatment of the aluminosilicate is carried out so that the magnesium salt solution can act on the aluminosilicate for at least 0.1 to 5 hours, preferably for 0.5 to 2 hours. Such an exposure time can be particularly advantageous if the treatment is carried out by simply soaking.
  • the treatment of aluminosilicate, in particular aluminosilicate shaped bodies, with the magnesium salt solution can be carried out, for example by vacuum impregnation, in a vacuum impregnation plant suitable therefor.
  • the aluminosilicate is first evacuated in the Vakuumim Weggnierstrom.
  • the magnesium salt solution is sucked to above the upper edge of the carrier bed, so that the entire aluminosilicate is covered with the solution.
  • a contact time which is preferably from 0.1 to 10 h, preferably from 0.5 to 2 h, the solution that was not absorbed by the carrier, is drained.
  • the treatment of aluminosilicate, in particular aluminosilicate shaped bodies, with the alkali metal and / or alkaline earth metal salt solution can be carried out, for example by spraying or pouring the aluminosilicate.
  • the spraying or dousing of the aluminosilicate is carried out with the magnesium salt solution in which the solution is sprayed or cast onto the aluminosilicate rotating in a drum.
  • the treatment can be done in one go, i. H. to the aluminosilicate, the entire amount of magnesium salt solution is initially added in one step.
  • the salt solution can also be added by spraying or pouring in small portions, wherein the period of addition is preferably from 0.1 to 10 hours and preferably from 1 to 3 hours.
  • the amount of saline solution is preferably such that the entire solution is taken up by the aluminosilicate.
  • the soaking but also the spraying or watering can in conventional technical equipment, such as cone mixers or intensive mixers, such as z. B. offered by the company Eirich be performed.
  • the treatment of the aluminosilicate with the magnesium salt solution in step a) can be carried out in one step or in several substeps. In particular, it is possible to carry out the treatment in two or more substeps.
  • the same magnesium salt solution can be used in each of the individual partial steps, or a magnesium salt solution different in concentration in each partial step. For example, only a portion of the magnesium salt solution can be added to the aluminosilicate initially, and optionally after an intermediate drying, at the same or different temperature, the residual amount of the magnesium salt solution used.
  • step a) can be carried out in two or more substeps.
  • the method has several steps a). In this case too, the different steps a) can use the same or different magnesium salt solution in relation to the concentration.
  • the treatment in step a) may preferably be carried out at a temperature of 10 to 120 ° C, preferably 10 to 90 ° C, more preferably 15 to 60 ° C and most preferably at a temperature of 20 to 40 ° C.
  • one or more additives are added or admixed with the aluminosilicate or the magnesium salt solution.
  • Such additives may, for.
  • binders lubricants or molding aids.
  • a suitable binder may, for. B. boehmite or pesudo-boehmite be as z. B. under the name Disperal (a boehmite with a formal Al 2 O 3 content of about 77% by mass) offered by Sasol Germany GmbH. Boehmite, especially Disperal added as a binder, it is preferably added as a gel, which z. B.
  • silicic acids for example, pyrogenic silicas, as z. B. be marketed by Degussa AG under the name Aerosil, bentonites, clays, kaolin, kaolinite, ball clay and other, familiar to those skilled substances used.
  • a lubricant the use of which may be advantageous for the improved tableting, graphite may be added, for example.
  • the addition of one or more of the above-mentioned additives in step a) can be carried out in various ways.
  • the addition may occur during the treatment of the aluminosilicate with the magnesium salt solution.
  • aluminosilicate, additive and magnesium salt solution can be filled into a technical apparatus and then intimately be mixed.
  • Another possibility is to first mix the aluminosilicate with the additive and then add the magnesium salt solution.
  • additive and magnesium salt solution can be added simultaneously to the aluminosilicate.
  • the addition can be done in one pour, in portions or by spraying.
  • the addition time is preferably less than 5 hours, preferably less than 3 hours. It may be advantageous to remix the mixture for 0.1 to 10 h, preferably for 0.5 to 3 h.
  • the preparation process for the catalyst preferably used has at least one process step b), in which the treated with alkali and / or alkaline earth metal salt solution aluminosilicate is calcined.
  • the calcination is preferably carried out in a gas stream, for example in a gas stream, the z.
  • a gas stream for example in a gas stream, the z.
  • air nitrogen, carbon dioxide and / or one or more noble gases or consists of one or more of these components.
  • the calcination is carried out using air as a gas stream.
  • the calcination in process step b) is preferably carried out at a temperature of 200 to 1000 ° C, preferably from 300 to 800 ° C.
  • the calcination is preferably carried out for a period of 0.1 to 10 hours, preferably from 1 to 5 hours.
  • the calcination is carried out at a temperature of 200 to 1000 ° C, preferably 300 to 800 ° C for 0.1 to 10 hours, preferably from 1 to 5 hours.
  • the technical calcination can be carried out in a shaft furnace.
  • the calcination can also be carried out in other known technical equipment, such as fluidized bed calciners, rotary kilns or Hordenöfen.
  • a step c) is carried out in which the magnesium salt solution-treated aluminosilicate is dried.
  • the drying in step c) can be carried out at a temperature of 100 to 140 ° C.
  • the drying takes place in a gas stream.
  • the drying can, for example, in a gas stream, the z.
  • the aluminosilicate can be used in the form of aluminosilicate powder and can be used, for example, in the form of aluminosilicate powder.
  • a pulverulent catalyst can also be prepared by processing a shaped catalyst body by grinding and sieving to form pulverulent catalyst.
  • the shaped catalyst bodies can be present for example in the form of strands, spheres, pellets or tablets.
  • treatment drying, calcination, further process steps such.
  • Shaping aids can be introduced at various points in the process.
  • the preparation of the shaped catalyst bodies can be carried out in different ways:
  • shaped catalyst bodies in particular shaped catalyst bodies according to the invention, can be obtained by treating aluminosilicate shaped bodies with an acidic aqueous magnesium salt solution, optionally drying them and then calcining them.
  • a shaped catalyst body in a second embodiment, can be obtained by treating an aluminosilicate powder, first with an acidic aqueous magnesium salt solution, then optionally dried and then calcined, and then the resulting catalyst powder by methods commonly used in the art For example, compaction, extrusion, pelleting, tableting, granulation or coating is processed into shaped catalyst bodies. For the shaping needed additives such. B. binders or other auxiliaries can at different points in the manufacturing process, such. B. in process step a) are added.
  • a shaped body of an aluminosilicate powder as a starting material, it is possible to start from powders with different average grain size and different particle size distribution.
  • an aluminosilicate powder in which 95% of the particles have a particle size of from 5 to 100 ⁇ m, preferably from 10 to 30 ⁇ m and particularly preferably from 20 to 30 ⁇ m (determined by laser diffraction, see above).
  • pellets of the catalyst can be obtained by treating an aluminosilicate powder with an acidic aqueous magnesium salt solution in process step a), optionally drying it (process step c)) and then calcining it in process step b), and then recovering the catalyst powder obtained, eg , B. in a Eirichmischer, is pelleted with the addition of binder and the pellets obtained in a further process step c) dried and then calcined in a further process step b).
  • pellets of the catalyst can be obtained by mixing in step a) an aluminosilicate powder, binder and acidic aqueous magnesium salt solution, and treating the aluminosilicate powder thus treated, e.g. B. in an Eirich mixer, and the resulting moist pellets are dried in step c) and then calcined in step b) in the gas stream.
  • tablets of the catalyst can be obtained by mixing in step a) an aluminosilicate powder, binder, optionally lubricants and acidic aqueous magnesium salt solution, and treating the aluminosilicate powder thus treated, e.g. In an Eirich mixer, to micropellets preferably having an average diameter of 0.5 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm, and more preferably from 1 to 3 mm (determination of the particle size can be carried out, for example, by sieve analysis) and the moist pellets obtained are dried in process step c) and then optionally calcined in process step b) in the gas stream.
  • the obtained pellets can then, if in step a) not yet done with a lubricant such.
  • a lubricant such as graphite, mixed and then on a commercial tablet press, z. B. a rotary press, are tabletted. If no process step b) has yet been carried out, the tablets can then be calcined in process step b) or optionally post-calcined.
  • tablets of the catalyst can be obtained by preforming shaped-body catalysts, as described, for example, in US Pat. B. can be obtained as pellets in embodiment three or four, ground and the resulting granules / powder is sieved, so that a pelletizable granules of catalyst is obtained, and lubricant is added to this granules.
  • the granules thus prepared can then be tabletted. If no process step b) has yet been carried out, the tablets can then be calcined in process step b).
  • the addition of a lubricant can be omitted if already in the production of pellets, z. B. in process step a) a lubricant was added.
  • materials / carriers coated with the catalyst can be prepared.
  • a catalyst powder is first prepared by treating, in process step a), an aluminosilicate powder with an acidic aqueous magnesium salt solution, optionally drying (process step c)) and optionally calcining (process step b)).
  • the catalyst powder thus obtained is then in a suspension medium, such as. As water or alcohol, optionally a binder of the suspension can be added.
  • the suspension thus prepared can then be applied to any material. After application, it is optionally dried (process step c)) and then calcined (process step b)).
  • coated materials / supports can be provided with the preferred catalyst.
  • Such materials / carriers may, for. As metal plates or fabrics, as they are as internals in Reactors or columns, in particular reactive distillation columns can be used, or metal, glass or ceramic balls or balls of inorganic oxides.
  • extrudates of the catalyst in particular of the catalyst according to the invention, can be obtained by using in process step a) an aluminosilicate powder, acidic aqueous alkali and / or alkaline earth metal salt solution, binder, for example, disperal and other molding aids customary for extrusion, for example clays Bentonite or Attapulgit be mixed in a kneader or Eirich mixer and extruded in an extruder into extrudates preferably having an average diameter of 0.5 to 10 mm, preferably from 1 to 5 mm and particularly preferably from 1 to 3 mm and the obtained moist extrudates are optionally dried in process step c) and then calcined in process step b) in the gas stream.
  • binder for example, disperal and other molding aids customary for extrusion, for example clays Bentonite or Attapulgit be mixed in a kneader or Eirich mixer and extruded in an extruder into extrudates
  • the process according to the invention for preparing isoolefins, in particular isobutene, by cleavage of tertiary alcohols or alkyl tertiary-alkyl ethers in the gas phase over a solid catalyst can be carried out in all suitable reactors which have a catalyst-containing reaction zone (catalyst zone), spatially separated by a heating jacket through which the heat transfer medium flows.
  • the process according to the invention is preferably carried out in a plate reactor, in a tubular reactor, in several tubular reactors or plate reactors connected in parallel or in a tube bundle reactor.
  • the process according to the invention is preferably carried out in a tube bundle reactor.
  • hollow bodies in which the catalyst is located not only pipes in common usage must be.
  • the hollow bodies may also have non-circular cross-sections. For example, they can be elliptical or triangular.
  • the materials used for the construction of the reactor in particular the material which separates the reaction zone from the heating jacket, preferably has a high Thermal conductivity coefficients (greater than 40 W / (m • K)).
  • the individual tubes preferably have a length of from 1 to 15 m, preferably from 3 to 9 m and particularly preferably from 5 to 9 m.
  • the individual tubes in a tube bundle reactor used in the method according to the invention preferably have an inner diameter of 10 to 60 mm, preferably from 20 to 40 mm and particularly preferably from 24 to 35 mm. It may be advantageous if the individual tubes of the tube bundle reactor used in the method according to the invention have a thickness of the tube wall of 1 to 4 mm, preferably from 1.5 to 3 mm.
  • the tubes are preferably arranged in parallel.
  • the tubes are arranged uniformly.
  • the arrangement of the tubes can, for. B. square, triangular or rhombic. Particularly preferred is an arrangement in which the virtual connected centers of three mutually adjacent tubes form an equilateral triangle, i. H. the tubes are the same distance.
  • the process according to the invention is preferably carried out in a tube bundle reactor in which the tubes have a spacing of 3 to 15 mm, particularly preferably 4 to 7 mm, from one another.
  • the process according to the invention is preferably operated such that the conversion of compounds of the formula I is in the range from 70 to 98%, in particular in the range from 90 to 95%.
  • the present invention relates to the preparation of isobutene and methanol by cleavage of MTBE.
  • the reactor operated according to the invention may be an integral part of processes for the production of isobutene from technical MTBE. Such methods have often been described in the prior art.
  • the gap mixtures can be prepared in a known manner, for. B. as described in the prior art, worked up. A preferred mode of workup is described below.
  • the cleavage product mixture can be separated in a first distillation step into an isoolefin-containing overhead stream and an unreacted compound of the formula I having bottom stream.
  • the distillative separation of the cleavage product in an isoolefin-containing overhead stream and a unreacted compound of formula I comprising the bottom stream takes place in at least one column, preferably in exactly one distillation column.
  • a distillation column which is preferably used in the distillative separation preferably has from 20 to 55 theoretical plates, preferably from 25 to 45 and particularly preferably from 30 to 40 theoretical plates.
  • the reflux ratio is, depending on the number of stages realized, the composition of the reactor effluent and the required purities of distillate and bottom product, preferably less than 5, preferably less than 1.
  • the operating pressure of the column may preferably be between 0.1 and 2.0 MPa (abs) be set. To save a compressor, it may be advantageous to operate the column at a lower pressure than the pressure at which the cleavage reactor is operated. In order to condense isobutene against cooling water, a pressure of approx. 0.5 MPa (abs) is necessary.
  • the bottom product preferably contains unreacted compound of formula I, alcohol or water and optionally by-products, such as diisobutene and / or 2-methoxybutane.
  • the top product is preferably isoolefin, in particular isobutene having a purity greater than 95% by mass, based on the total top product.
  • the workup of the cleavage product mixture can be carried out in at least one column designed as a reactive distillation column.
  • These Embodiment of the inventive method has the advantage that the conversion of compound of formula I in the entire process can be increased by part of the unreacted in the cleavage compound of formula I is cleaved in the reaction section of the reactive distillation to isoolefin and alcohol or water ,
  • catalysts all catalysts which are suitable for the cleavage of compounds of the formula I can be used in the reaction section of the reactive distillation column. Preference is given to using acid catalysts as catalysts.
  • a particularly preferred group of acidic catalysts for use in the reaction part of the reactive distillation column are solid, acidic ion exchange resins, in particular those having sulfonic acid groups. Suitable acidic ion exchange resins are, for example, those prepared by sulfonation of phenol / aldehyde condensates or cooligomers of vinyl aromatic compounds.
  • aromatic vinyl compounds for preparing the cooligomers are: styrene, vinyltoluene, vinylnaphthalene, vinylethylbenzene, methylstyrene, vinylchlorobenzene, vinylxylene and divinylbenzene.
  • the co-oligomers formed by reacting styrene with divinylbenzene are used as precursors for the preparation of ion exchange resins having sulfonic acid groups.
  • the resins can be prepared gel-like, macroporous or spongy. The properties of these resins, especially specific surface area, porosity, stability, swelling and exchange capacity, can be varied by the manufacturing process.
  • the ion exchange resins are used in their H-form or at least partially in the H-form.
  • Strongly acidic resins of the styrene-divinylbenzene type become u. a. sold under the following trade names: Duolite C20, Duolite C26, Amberlyst 15, Amberlyst 35, Amberlyst 46, Amberlite IR-120, Amberlite 200, Dowex 50, Lewatit SPC 118, Lewatit SPC 108, K2611, K2621, OC 1501.
  • the pore volume of the ion exchange resins used is preferably from 0.3 to 0.9 ml / g, in particular from 0.5 to 0.9 ml / g.
  • the grain size of the resin is preferably from 0.3 mm to 1.5 mm, preferably from 0.5 mm to 1.0 mm.
  • the particle size distribution can be narrowed or further selected.
  • ion exchange resins with very uniform grain size are used.
  • the capacity of the ion exchanger, based on the delivery form, is preferably from 0.7 to 2.0 eq / l, in particular from 1.1 to 2.0 eq / l.
  • the catalyst can either be integrated in the packing, as for example in KataMax® (as in US Pat EP 0 428 265 described) or KataPak® (as in EP 0 396 650 or DE 298 07 007.3 U1 described) packings, or be polymerized on moldings (as in US 5,244,929 described).
  • the reactive distillation column preferably has a region of purely distillative separation above the catalyst packing.
  • the zone above the catalyst packing preferably has 5 to 25, in particular 5 to 15, theoretical plates.
  • the separation zone below the catalyst preferably comprises from 5 to 35, preferably from 5 to 25 theoretical plates.
  • the feed to the reactive distillation column can be carried out above or below, preferably above the catalyst zone.
  • the reaction of the compound of formula I to isoolefin and alcohol or water is carried out in the reactive distillation preferably in a temperature range of 60 to 140 ° C, preferably at 80 to 130 ° C, particularly preferably at 90 to 110 ° C (temperature in the Column in which the catalyst is located, the bottom temperature can be significantly higher).
  • an operating pressure of the reactive distillation column in principle similar operating conditions as for the above-described embodiment can be selected as a pure distillation column.
  • an operating pressure of the reactive distillation column of 0.1 to 1.2 MPa (abs) is set.
  • a pressure of approx. 0.5 MPa (abs) is necessary.
  • the cleavage is operated, for example, at a pressure of 0.65 MPa (abs) , it may be advantageous if the reactive distillation with an operating pressure of 0.55 to 0.6 MPa (abs) is performed.
  • To heat the evaporator z. B. 0.4 MPa steam can be used.
  • the hydraulic load in the catalytic packing of the column is preferably from 10% to 110%, preferably from 20% to 70% of its flood point load.
  • Hydraulic loading of a distillation column is understood to be the uniform flow stress of the column cross-section due to the ascending vapor mass flow and the returning liquid mass flow.
  • the upper load limit indicates the maximum load of steam and return fluid, above which the separation effect due to entrainment or jamming of the return fluid by the rising vapor flow decreases.
  • the lower load limit indicates the minimum load below which the separation effect decreases or collapses due to irregular flow or emptying of the column -.
  • B. the soil ( Vauck / Müller, "Basic Operations of Chemical Process Engineering", p. 626, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie ).
  • a bottom product is preferably obtained which contains unreacted compound of formula I and alcohol or water and optionally by-products such as diisoolefin.
  • the top product preferably has isoolefin having a purity greater than 95% by mass.
  • the top product obtained in this distillation which is preferably greater than 95% by mass of isoolefin, can be used directly as a commercial product or further purified.
  • the top product obtained in the first distillation step contains, in addition to the main product isobutene, in particular methanol.
  • the top product z can in the top product z.
  • dimethyl ether which z. B. may have formed by condensation of methanol, and linear butenes (1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), which z. B. may be caused by decomposition of 2-methoxy butane, and water.
  • part of the dimethyl ether can optionally be separated off in the distillation step by operating the condenser on the distillation column or reactive distillation column as a partial condenser.
  • the fraction contained in the top product can be condensed and a part of the dimethyl ether contained in the top product are removed in gaseous form.
  • Methanol can be separated from the top product obtained in the first distillation step by methods known per se, for example by extraction.
  • the extraction of methanol from the top product may be, for example, with water or an aqueous solution as extractant z. B. be carried out in an extraction column.
  • the extraction is carried out with water or an aqueous solution in an extraction column, which preferably has 4 to 16 theoretical plates.
  • the extractant is passed in countercurrent to the stream to be extracted through the extraction column.
  • the extraction is preferably carried out at a temperature of 15 to 50 ° C, preferably 25 to 40 ° C.
  • the methanol-containing water extract obtained during the extraction can be separated by distillation into water and methanol.
  • the water can be recycled as an extraction agent in the extraction stage.
  • the methanol can be used for customary industrial syntheses, for example esterifications or etherifications.
  • the moist Isoolefinstrom or Isobutenstrom from the extraction column can be worked up in a further distillation column by separation of water and optionally of dimethyl ether to dry isoolefin or isobutene.
  • the dry isoolefin or isobutene is obtained as the bottom product.
  • a distillation column which is preferably used for the drying preferably has from 30 to 80 theoretical plates, preferably from 40 to 65 theoretical plates.
  • the reflux ratio depending on the number of stages realized and the required purity of the isoolefin or isobutene, is preferably less than 60, preferably less than 40.
  • the operating pressure of this distillation column used for the drying may preferably be between 0.1 and 2.0 MPa (abs). be set.
  • a preparation of isobutene by extraction and distillation is z.
  • Methanol is preferably removed from the top stream containing isoolefin or isobutene obtained in the first distillation step by extraction, and dimethyl ether and water are removed by distillation from the extracted isoolefin or isobutene.
  • this z. B. for the preparation of methallyl chloride, Methallylsulfonaten, methacrylic acid or methyl methacrylate.
  • both the methanol and the isobutene is separated from the cleavage product to use both the methanol and the isobutene for the preparation of methyl methacrylate.
  • Such a process for the preparation of methyl methacrylate is described, for example in EP 1 254 887 described, which is expressly referred to.
  • the bottom product obtained in the first distillation step contains the unreacted compound of the formula I (for example MTBE) in the cleavage and the major part of the alcohol or water formed in the cleavage of the compound of the formula I.
  • the bottom product can be recycled directly into the cleavage or worked up in a second distillation step.
  • the majority of the alcohol is removed by distillation from the bottom product of the first distillation step in a second distillation step and the remainder at least partially recycled to the cleavage.
  • Be used in the process according to the invention columns so they can with internals, z. B. from soils, rotating internals, random dumps and / or ordered packs are provided.
  • columns can be used which have random beds with different packing.
  • the packing may consist of almost all materials, in particular steel, stainless steel, copper, carbon, earthenware, porcelain, glass or plastics, and the most varied forms, in particular the shape of balls, rings with smooth or profiled surfaces, rings with inner webs or wall openings , Wire mesh rings, calipers and spirals.
  • Packages with regular / ordered geometry may e.g. B. consist of sheets or tissues.
  • B. consist of sheets or tissues.
  • Examples of such packages are Sulzer metal or plastic BX packages, Mellapak sheet metal Sulzer laminations, Sulzer high performance packages such as Mella-pakPlus, structural packings from Sulzer (Optiflow), Montz (BSH) and Kühni (Rombopak).
  • the isobutene obtained by the process according to the invention can be used for the purposes mentioned in the introduction.
  • aluminosilicate powder manufactured by Grace Davison, type: Davicat O 701, formal Al 2 O 3 content: 13% by mass, formal SiO 2 content: 76% by mass, formal Na 2 O content: 0.1 mass 11%), 363 g Disperal gel (formal Al 2 O 3 content: 15.6%), which is prepared by stirring in 197 g Disperal, a boehmite with a formal Al 2 O 3 content of 77% by mass, the Sasol GmbH in 803 g of a 1.28 mass%, aqueous nitric acid, followed by thorough stirring, in which the forming gel is sheared constantly and thus kept in a flowable state, In a covered container for 3 h at 60 ° C, cooling the gel to room temperature and replacing any evaporated water is obtained, and 370 g of demineralized water (demineralized water) were first thoroughly mixed together in an intensive mixer from Eirich.
  • demineralized water demineralized water
  • the moist pellets were first dried at 120 ° C in a stream of air and then heated at 2 K / min to 550 ° C and calcined at this temperature for 10 h in an air stream.
  • the aluminosilicate pellets thus produced contained formally 76% by mass of Al 2 O 3 and 24% by mass of SiO 2 . Further, the produced catalyst contained 0.12 mass% of sodium compounds (calculated as sodium oxide).
  • the composition of the aluminosilicate pellets was calculated from the amount and composition of the starting materials.
  • the aluminosilicate pellets had a pore volume determined by the cyclohexane method described above of 1.15 ml / g.
  • Example b Preparation of a shaped catalyst (according to the invention)
  • an impregnating solution with a magnesium content of 4.7% by mass was prepared.
  • the pH of this solution was 5.1.
  • a sieved fraction of the aluminosilicate support (diameter: 1.0 mm - 2.8 mm) prepared in Example 1 was impregnated with the acidic magnesium nitrate solution.
  • the pellets were filled into a glass tube and this evacuated for about 30 min (water jet pump vacuum of about 25 hPa). Subsequently, the impregnating solution was sucked from below to above the upper edge of the solid bed.
  • the solution which had not been taken up by the carrier, was drained off.
  • the moist pellets were first dried in a stream of air at 140 ° C to constant weight and then heated at 3 K / min to 450 ° C and calcined at this temperature for 12 h.
  • the catalyst produced was formally 68% silica by mass, 21% aluminum oxide by mass and 11% magnesium oxide by mass. Further, the produced catalyst contained 0.11 mass% of sodium compounds (calculated as sodium oxide).
  • the composition of the catalyst was calculated from the amount and the composition of the starting materials and the expired impregnating solution.
  • the amounts of sodium were part of the aluminosilicate used in Example 1.
  • the pore volume, as determined by the cyclohexane method described above, was 1.1 ml / g.
  • the MTBE turnover was initialized at 22% and a minimum temperature inside the pipe reaches 164 ° C.
  • the selectivity to isobutene was 99.99%.
  • the conversion decreased to 2.5% with constant selectivity.
  • the MTBE conversion achieved an initial value of 85% and a minimum interior temperature of 218 ° C.
  • the selectivity to isobutene was 99.98%.
  • the conversion decreased to 70% with constant selectivity.

Abstract

A continuous process for preparing an 4-6C isoolefin involves cleaving a alkyl tert-alkyl ether and tertiary alcohol, in a gas phase over a solid catalyst, at 200-400[deg] C and at a pressure of 0.1-1.2 MPa, in a reactor equipped with a heating jacket and is heated with a liquid heat carrier. A continuous process for preparing an 4-6C isoolefin involves cleaving a alkyl tert-alkyl ether and tertiary alcohol compound of formula R 1-O-R 2 (I), in a gas phase over a solid catalyst, at 200-400[deg] C and at a pressure of 0.1-1.2 MPa, in a reactor equipped with a heating jacket and is heated with a liquid heat carrier. The cleavage is carried out in such a way that a temperature drop in the catalyst zone at any point in relation to the entrance temperature is less than 50[deg] C, where a reaction mixture in the reactor and the heat carrier in the jacket flow through the reactor in cocurrent; and a temperature difference of the heat carrier between a feed point to the reactor and an outlet from the reactor is adjusted to less than 40[deg] C. R 1tertiary 4-6C alkyl; R 2H or alkyl.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Isoolefinen, insbesondere Isobuten, durch Spaltung von Alkyl-tert.-alkylethern oder tertiären Alkoholen. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Spaltung von Alkyl-tert.-alkylethern, insbesondere MTBE, in Isoolefin und Alkohol.The present invention relates to a process for the preparation of isoolefins, in particular isobutene, by cleavage of alkyl tert-alkyl ethers or tertiary alcohols. In particular, the present invention relates to a process for cleaving alkyl tertiary alkyl ethers, especially MTBE, in isoolefin and alcohol.

Isoolefine, wie z. B. Isobuten, sind wichtige Zwischenprodukte für die Herstellung einer Vielzahl von organischen Verbindungen. Isobuten ist beispielsweise Ausgangsstoff für die Herstellung einer Vielzahl von Produkten, z. B. für die Herstellung von Butylkautschuk, Polyisobutylen, Isobuten-Oligomeren, verzweigten C5-Aldehyden, C5-Carbonsäuren, C5-Alkoholen und C5-Olefinen. Weiterhin wird es als Alkylierungsmittel, insbesondere zur Synthese von tert.-Butylaromaten, und als Zwischenprodukt für die Erzeugung von Peroxiden eingesetzt. Darüber hinaus kann Isobuten als Vorstufe für die Herstellung von Methacrylsäure und deren Estern verwendet werden.Isoolefins, such as. As isobutene, are important intermediates for the preparation of a variety of organic compounds. Isobutene, for example, is the starting material for the production of a variety of products, eg. B. for the preparation of butyl rubber, polyisobutylene, isobutene oligomers, branched C 5 aldehydes, C 5 carboxylic acids, C 5 alcohols and C 5 olefins. Furthermore, it is used as alkylating agent, in particular for the synthesis of tert-butyl aromatics, and as an intermediate for the production of peroxides. In addition, isobutene can be used as a precursor for the production of methacrylic acid and its esters.

In technischen Strömen liegen Isoolefine meist zusammen mit anderen Olefinen und gesättigten Kohlenwasserstoffen mit gleicher oder unterschiedlicher Anzahl an Kohlenstoffatomen vor. Insbesondere aus Gemischen, die Isoolefine zusammen mit anderen Olefinen und gesättigten Kohlenwasserstoffen mit gleicher Anzahl an Kohlenstoffatomen pro Molekül aufweisen, sind die Isoolefine allein mit physikalischen Trennmethoden (wirtschaftlich) nicht abtrennbar. Beispielsweise liegt Isobuten in üblichen technischen Strömen zusammen mit gesättigten und ungesättigten C4-Kohlenwasserstoffen vor. Aus diesen Gemischen kann Isobuten wegen der geringen Siedepunktsdifferenz bzw. des geringen Trennfaktors zwischen Isobuten und 1-Buten durch Destillation nicht wirtschaftlich abgetrennt werden.In technical streams, isoolefins are usually present together with other olefins and saturated hydrocarbons having the same or different number of carbon atoms. In particular, from mixtures containing isoolefins together with other olefins and saturated hydrocarbons having the same number of carbon atoms per molecule, the isoolefins (economically) can not be separated by physical separation methods alone. For example, isobutene is present in conventional technical streams together with saturated and unsaturated C 4 hydrocarbons. From these mixtures isobutene can not be separated economically by distillation because of the low boiling point difference or the low separation factor between isobutene and 1-butene by distillation.

Daher wird Isobuten aus technischen Kohlenwasserstoffgemischen üblicherweise dadurch gewonnen, dass Isobuten zu einem Derivat umgesetzt wird, das sich leicht vom übrig gebliebenen Kohlenwasserstoffgemisch abtrennen lässt, und dass das isolierte Derivat zu Isobuten und Derivatisierungsmittel zurückgespaltet wird.Therefore, isobutene is generally recovered from technical hydrocarbon mixtures by reacting isobutene to a derivative that is easily separated from the remaining hydrocarbon mixture and that the isolated derivative is cleaved back to isobutene and derivatizing agent.

Üblicherweise wird Isobuten aus C4-Schnitten, beispielsweise der C4-Fraktion eines Steamcrackers, wie folgt, abgetrennt. Nach Entfernung des größten Teils der mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffe, hauptsächlich Butadien, durch Extraktion(-sdestillation) oder Selektivhydrierung zu linearen Butenen wird das verbleibende Gemisch (Raffinat I oder hydriertes Crack-C4) mit Alkohol oder Wasser umgesetzt. Bei der Verwendung von Methanol entsteht aus Isobuten Methyl-tert.-butylether (MTBE) und bei Einsatz von Wasser tert.-Butanol (TBA). Nach ihrer Abtrennung können beide Produkte in Umkehrung ihrer Bildung zu Isobuten gespalten werden.Usually, isobutene is separated from C 4 cuts, for example the C 4 fraction of a steam cracker, as follows. After removal of most of the polyunsaturated hydrocarbons, mainly butadiene, by extraction (selective distillation) or selective hydrogenation to linear butenes, the remaining mixture (raffinate I or hydrogenated crack C 4 ) is reacted with alcohol or water. When methanol is used, methyl tert-butyl ether (MTBE) is formed from isobutene and tert-butanol (TBA) when water is used. After their separation, both products can be cleaved to isobutene in inversion of their formation.

MTBE ist preiswerter als TBA, weil die Umsetzung von isobutenhaltigen Kohlenwasserstoffen mit Methanol leichter ist als mit Wasser und MTBE als Komponente von Ottokraftstoffen in großen Mengen produziert wird. Die Gewinnung von Isobuten aus MTBE ist daher potentiell wirtschaftlicher als die aus TBA, wenn für die Spaltung von MTBE ein ähnlich gutes Verfahren wie für die Spaltung von TBA zur Verfügung stünde.MTBE is less expensive than TBA because the conversion of isobutene-containing hydrocarbons with methanol is easier than with water and MTBE is produced as a component of gasoline in large quantities. The recovery of isobutene from MTBE is therefore potentially more economical than that from TBA, if the cleavage of MTBE would be a similar procedure as for the cleavage of TBA available.

Die Spaltung von Ethern mit einem tertiären Alkylrest zu den entsprechenden Isoolefinen und Alkoholen sowie die Spaltung von tertiären Alkoholen zu den entsprechenden Isoolefinen und Wasser kann in Gegenwart saurer Katalysatoren in der Flüssigphase bzw. Gas/Flüssig-Mischphase oder in der reinen Gasphase durchgeführt werden.The cleavage of ethers with a tertiary alkyl radical to the corresponding isoolefins and alcohols and the cleavage of tertiary alcohols to the corresponding isoolefins and water can be carried out in the presence of acidic catalysts in the liquid phase or gas / liquid mixed phase or in the pure gas phase.

Die Spaltung in der Flüssigphase bzw. Gas/Flüssigphase hat den Nachteil, dass die entstehenden Produkte, gelöst in der Flüssigphase, Nebenreaktionen eingehen können. Beispielsweise bildet das bei der Spaltung von MTBE entstehende Isobuten durch sauer katalysierte Dimerisierung oder Oligomerisierung unerwünschte C8- und C12-Komponenten. Bei den unerwünschten C8-Komponenten handelt es sich hauptsächlich um 2,4,4-Trimethyl-1-penten und 2,4,4-Trimethyl-2-penten. Darüber hinaus setzt sich ein Teil des bei der Spaltung entstehenden Methanols unter Wasserabspaltung zu Dimethylether um.The cleavage in the liquid phase or gas / liquid phase has the disadvantage that the resulting products, dissolved in the liquid phase, can undergo side reactions. For example, the isobutene resulting from the cleavage of MTBE forms undesired C 8 and C 12 components by acid-catalyzed dimerization or oligomerization. The undesirable C 8 components are mainly 2,4,4-trimethyl-1-pentene and 2,4,4-trimethyl-2-pentene. In addition, part of the methanol formed during the cleavage is converted into dimethyl ether with elimination of water.

Mit steigender Spalttemperatur nehmen Nebenreaktionen, wie beispielsweise Hydrierungen oder Dehydrierungen zu. Darüber hinaus steigt mit zunehmender Temperatur der spezifische Energieverbrauch an. Weiterhin erfordern hohe Spalttemperaturen einen größeren Kapitaleinsatz für die Reaktoren. Es ist daher zweckmäßig, die Spaltung von Isoolefinderivaten bei Temperaturen unter 400 °C durchzuführen.As the gap temperature increases, side reactions such as hydrogenation or dehydrogenation increase. In addition, the specific energy consumption increases with increasing temperature. Furthermore, high gap temperatures require a larger one Capital employed for the reactors. It is therefore appropriate to carry out the cleavage of isoolefin derivatives at temperatures below 400 ° C.

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Isobuten durch Spaltung von MTBE in der Gasphase bekannt.Various methods are known for preparing isobutene by cleavage of MTBE in the gas phase.

In DE 102 27 350 und DE 102 27 351 werden Verfahren zur Herstellung von Isobuten durch Spaltung von MTBE in der Gasphase beschrieben. In beiden Verfahren werden Temperaturen von 150 bis 300 °C eingesetzt. In US 6,072,095 und US 6,143,936 werden ebenfalls Verfahren zur Herstellung von Isobuten durch Spaltung von MTBE beschrieben. Bei diesen Verfahren werden Temperaturen von 50 bis 300 °C, vorzugsweise von 100 bis 250 °C eingesetzt.In DE 102 27 350 and DE 102 27 351 describes processes for the preparation of isobutene by cleavage of MTBE in the gas phase. In both processes, temperatures of 150 to 300 ° C are used. In US 6,072,095 and US 6,143,936 Also described are processes for preparing isobutene by cleavage of MTBE. In these methods, temperatures of 50 to 300 ° C, preferably from 100 to 250 ° C are used.

Problematisch bei der Durchführung der Spaltung in der Gasphase bei relativ tiefen Temperaturen ist eine schnellere Desaktivierung des Katalysators.A problem in carrying out the cleavage in the gas phase at relatively low temperatures is a faster deactivation of the catalyst.

Da Katalysatoren während des Betriebs in ihrer Aktivität abnehmen, ist es vorteilhaft, um den Umsatz zu halten, durch Temperaturerhöhung gegenzusteuern. Um den Betrieb mit einem Katalysator möglichst lange aufrechterhalten zu können, ist deshalb eine möglichst tiefe Temperatur im vorgesehenen Temperaturbereich bei Einsatz vom frischen Katalysator wünschenswert.Since catalysts decrease in activity during operation, it is advantageous to keep the turnover, to counteract by increasing the temperature. In order to be able to maintain the operation with a catalyst as long as possible, the lowest possible temperature in the intended temperature range when using the fresh catalyst is therefore desirable.

Die Spaltung von Isoolefinderivaten ist endotherm. Bei der Spaltung der Isoolefinderivate kann deshalb in der ersten Katalysatorzone ein starker Temperaturabfall auftreten. Dies kann ausgehend von niedrigen Eingangstemperaturen dazu führen, dass die Temperatur im Katalysator besonders stark sinkt und der Katalysator dadurch schneller bzw. stärker desaktiviert wird.The cleavage of isoolefin derivatives is endothermic. In the cleavage of the Isoolefinderivate therefore a strong temperature drop can occur in the first catalyst zone. This can, starting from low inlet temperatures, cause the temperature in the catalyst to drop particularly sharply, thereby deactivating the catalyst more rapidly or more vigorously.

Für die Durchführung von endothermen Reaktionen können Reaktoren eingesetzt werden, bei denen die Reaktionswärme von innen oder von außen zugeführt wird. Reaktoren mit innen liegender Beheizung (Heizstäbe oder Platten oder Röhren, die von einem Heizmedium durchströmt werden) erfordern wegen ihrer aufwändigen Konstruktion einen hohen Kapitaleinsatz. Bei Reaktoren, die von außen beheizt werden, handelt es sich meistens um einen Rohrreaktor bzw. Rohrbündelreaktor. Diese werden meistens mit Hilfe eines Wärmeträgers, das durch einen geschlossenen Mantel strömt, der das Rohr bzw. die Rohre umschließt, beheizt. Um bei endothermen Reaktionen den Temperaturabfall im Reaktor zu begrenzen, können anstelle eines Reaktors, mehrere in Reihe geschaltete Reaktoren, die mit unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden, verwendet werden. Es kann auch ein Reaktor, dessen Mantel in unterschiedlichen Bereichen unterteilt ist, die mit Wärmeträger mit unterschiedlichen Temperaturen beschickt werden können, eingesetzt werden. Allerdings sind auch diese Konstruktionen aufwändig und erfordern einen hohen Kapitaleinsatz. Zudem sind die Betriebskosten höher als bei einer Umsetzung in einem Rohrreaktor mit nur einem Heizkreislauf.To carry out endothermic reactions, it is possible to use reactors in which the heat of reaction is supplied from the inside or from the outside. Reactors with internal heating (heating rods or plates or tubes, which are flowed through by a heating medium) require because of their complex construction a high Capital expenditure. For reactors that are heated from the outside, it is usually a tube reactor or tube bundle reactor. These are usually heated by means of a heat carrier, which flows through a closed jacket, which encloses the pipe or pipes. In order to limit the temperature drop in the reactor during endothermic reactions, instead of one reactor, several reactors connected in series and operated at different temperatures can be used. It is also possible to use a reactor whose jacket is subdivided into different regions which can be charged with heat carriers having different temperatures. However, these constructions are complex and require a high capital investment. In addition, the operating costs are higher than in a reaction in a tubular reactor with only one heating circuit.

Um den Temperaturabfall in der Katalysatorzone zu verringern, ist es auch möglich, in einem Rohrreaktor Katalysatoren unterschiedlicher Aktivität einzusetzen. So kann beispielsweise in einer ersten Katalysatorzone ein Katalysator mit einer geringeren Aktivität als in der folgenden Zone eingesetzt werden. Anstelle verschiedener Katalysatoren können auch Gemische eines Katalysators mit verschiedenen Anteilen eines Inertmaterials in den verschiedenen Zonen eingesetzt werden. Diese Vorgehensweisen haben den Nachteil, dass man verschiedene Katalysatoren bereithalten oder verschiedene Katalysatormischungen herstellen muss. Darüber hinaus ist die geschichtete Befüllung eines Rohrreaktors mit mehreren Katalysatoren oder Katalysatormischungen aufwändiger als die Befüllung mit einem Katalysator.In order to reduce the temperature drop in the catalyst zone, it is also possible to use catalysts of different activity in a tubular reactor. For example, in a first catalyst zone, a catalyst having a lower activity than in the following zone can be used. Instead of different catalysts, it is also possible to use mixtures of a catalyst with different proportions of an inert material in the different zones. These procedures have the disadvantage that it is necessary to have different catalysts available or to prepare different catalyst mixtures. In addition, the layered filling of a tube reactor with several catalysts or catalyst mixtures is more expensive than filling with a catalyst.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren für die katalytische Gasphasenspaltung von Isoolefinderivaten zu Isoolefin sowie Alkohol oder Wasser in einer preiswerten und/oder einfachen Apparatur bereitzustellen, bei dem keine oder nur eine geringe Katalysatordesaktivierung auftritt.It was therefore the object of the present invention to provide an alternative process for the catalytic gas-phase cleavage of isoolefin derivatives to isoolefin and alcohol or water in a low-cost and / or simple apparatus in which little or no catalyst deactivation occurs.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Alkyl-tert.-alkylether und tertiäre Alkohole zu Isoolefinen mit 4 bis 6 C-Atomen sowie Alkohol oder Wasser an einem festen Katalysator in der Gasphase im Temperaturbereich 200 bis 400 °C bei einem Druck von 0,1 bis 1,2 MPa in einem einfachen Rohrreaktor bzw. Rohrbündelreaktor, der mit einem flüssigen Wärmeträger beheizt wird, auf einfache Weise gespaltet werden kann, ohne dass eine starke Katalysatordesaktivierung beobachtet wird, wenn der maximale Temperaturabfall an einer beliebigen Stelle in der Katalysatorzone auf kleiner 50 °C eingestellt wird, wenn das Reaktionsgemisch und der Wärmeträger im Gleichstrom (in getrennten Räumen) durch den Reaktor strömen und die Temperaturdifferenz des Wärmeträgers zwischen Zulaufstelle zum Reaktor und Ablauf aus dem Reaktor kleiner 40 °C beträgt.Surprisingly, it has now been found that alkyl tert-alkyl ethers and tertiary alcohols to isoolefins having 4 to 6 carbon atoms and alcohol or water on a solid catalyst in the gas phase in the temperature range 200 to 400 ° C at a pressure of 0.1 to 1.2 MPa in a simple tubular reactor or tube bundle reactor, with a liquid heat carrier is heated, can be easily cleaved without a strong catalyst deactivation is observed when the maximum temperature drop is set at any point in the catalyst zone to less than 50 ° C, when the reaction mixture and the heat carrier in the DC (in separate rooms) flow through the reactor and the temperature difference of the heat carrier between inlet point to the reactor and outlet from the reactor is less than 40 ° C.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Isoolefinen mit 4 bis 6 C-Atomen durch Spaltung von Verbindungen der Formel I

         R1-O-R2     (I)

mit R1 = einem 4 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisenden tertiären Alkylrest und R2 = H oder einem Alkylrest, in der Gasphase an einem festen Katalysator im Temperaturbereich 200 bis 400 °C bei einem Druck von 0,1 bis 1,2 MPa in einem Reaktor, der mit einem Heizmantel ausgestattet ist und der mit einem flüssigen Wärmeträger beheizt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Temperaturabfall in der Katalysatorzone an jeder beliebigen Stelle in Bezug auf die Eingangstemperatur kleiner 50 °C beträgt, dass das Reaktionsgemisch im Reaktor und der Wärmeträger im Mantel im Gleichstrom durch den Reaktor strömen und dass die Temperaturdifferenz des Wärmeträgers zwischen Zulaufstelle zum Reaktor und Ablauf aus dem Reaktor auf weniger als 40 °C eingestellt wird.
The present invention therefore relates to a continuous process for the preparation of isoolefins having 4 to 6 carbon atoms by cleavage of compounds of the formula I.

R 1 -OR 2 (I)

with R 1 = having a tertiary alkyl radical having 4 to 6 carbon atoms and R 2 = H or an alkyl radical, in the gas phase over a solid catalyst in the temperature range 200 to 400 ° C at a pressure of 0.1 to 1.2 MPa in a reactor , which is equipped with a heating jacket and which is heated with a liquid heat carrier, which is characterized in that the temperature drop in the catalyst zone at any point with respect to the inlet temperature is less than 50 ° C, that the reaction mixture in the reactor and the heat transfer medium in the jacket flow through the reactor in direct current and that the temperature difference of the heat carrier between inlet point to the reactor and outlet from the reactor is set to less than 40 ° C.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den Vorteil, dass eine deutlich geringere Katalysatordesaktivierung beobachtet werden kann. Wird beispielsweise MTBE (Methyl-tert.-butylether), ETBE (Ethyl-tert.-butylether) oder TBA (tert.-Butanol) in Isobuten und Alkohol bzw. Wasser in der Gasphase gespaltet, so wird, um das entstehende Isobuten gegen Kühlwasser zu kondensieren, die Reaktion vorzugsweise bei erhöhtem Druck, beispielsweise 0,7 MPa, durchgeführt. Bei diesem Druck kann aber bereits bei Temperaturen unter 200 °C eine verstärkte Desaktivierung des Katalysators beobachtet werden. Für die Herstellung von Isoolefinen, insbesondere Isobuten, ist daher eine Spaltung bei einer Temperatur im Bereich von 200 °C bis 400 °C besonders vorteilhaft. Dies liegt möglicherweise daran, dass durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung eine Kondensation von höher siedenden Komponenten auf dem Katalysator, die evtl. zur Katalysatordesaktivierung beiträgt, verringert oder vermieden werden kann.The inventive method has the particular advantage that a significantly lower catalyst deactivation can be observed. If, for example, MTBE (methyl tert-butyl ether), ETBE (ethyl tert-butyl ether) or TBA (tert-butanol) is split into isobutene and alcohol or water in the gas phase, the resulting isobutene is replaced by cooling water to condense, the reaction is preferably carried out at elevated pressure, for example 0.7 MPa. At this pressure, however, an intensified deactivation of the catalyst can already be observed at temperatures below 200 ° C. For the preparation of isoolefins, in particular isobutene, cleavage at a temperature in the range from 200 ° C. to 400 ° C. is therefore particularly advantageous. This may be due to the fact that the process of the invention, a condensation of higher-boiling components on the catalyst, which may contribute to the catalyst deactivation, can be reduced or avoided.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist weiter folgende Vorteile auf: Die Spaltung wird bevorzugt in einem Rohrbündelreaktor mit nur einem Heizkreislauf durchgeführt. Daraus ergeben sich im Vergleich zu aufwändiger konstruierten Reaktorsystemen ein geringerer Kapitaleinsatz und geringere Betriebskosten. Da der Reaktor nur mit einem Katalysator befüllt ist, kann ein Katalysatorwechsel schnell und kostengünstig durchgeführt werden. Weiterhin wird die Katalysatordesaktivierung verringert bzw. verlangsamt, was die Standzeit des Katalysators verlängert. Daraus resultiert eine Verringerung der Katalysatorkosten und der dadurch bedingten Produktionsausfälle durch Katalysatorwechsel.The inventive method further has the following advantages: The cleavage is preferably carried out in a tube bundle reactor with only one heating circuit. This results in a lower capital investment and lower operating costs compared to complex constructed reactor systems. Since the reactor is filled only with a catalyst, a catalyst change can be carried out quickly and inexpensively. Furthermore, the catalyst deactivation is reduced or slowed down, which extends the service life of the catalyst. This results in a reduction of the catalyst costs and the resulting production losses due to catalyst change.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung, deren Schutzbereich sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung ergibt, darauf beschränkt sein soll. Auch die Ansprüche selbst gehören zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung. Sind nachfolgend Bereiche, allgemeine Formeln oder Verbindungsklassen angegeben, so soll die Offenbarung nicht nur die entsprechenden Bereiche oder Gruppen von Verbindungen erfassen, die explizit erwähnt sind, sondern auch alle Teilbereiche und Teilgruppen von Verbindungen, die durch Weglassen von einzelnen Werten (Bereichen) oder Verbindungen erhalten werden können, ohne dass diese aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit explizit genannt worden sind.In the following, the invention will be described by way of example, without the invention, whose scope of protection is apparent from the claims and the description, should be limited thereto. The claims themselves belong to the disclosure of the present invention. Given below ranges, general formulas, or classes of compounds, the disclosure is intended to cover not only the corresponding regions or groups of compounds explicitly mentioned, but also all sub-regions and sub-groups of compounds by omitting individual values (ranges) or compounds can be obtained without these have been explicitly named for reasons of clarity.

Das erfindungsgemäße kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von Isoolefinen mit 4 bis 6 C-Atomen durch Spaltung von Verbindungen der Formel I

         R1-O-R2     (I)

mit R1 = einem 4 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisenden tertiären Alkylrest und R2 = H oder einem Alkylrest, insbesondere einem 1 bis 3 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkylrest, in der Gasphase an einem festen Katalysator im Temperaturbereich 200 bis 400 °C bei einem Druck von 0,1 bis 1,2 MPa, vorzugsweise von 0,5 bis 0,9 MPa und besonders bevorzugt von 0,7 bis 0,8 MPa in einem Reaktor, der mit einem Heizmantel ausgestattet ist und der mit einem flüssigen Wärmeträger beheizt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Spaltung so durchgeführt wird, dass der Temperaturabfall in der Katalysatorzone/Reaktionszone an jeder beliebigen Stelle in Bezug auf die Eingangstemperatur kleiner 50 °C beträgt, dass das Reaktionsgemisch im Reaktor und der Wärmeträger im Mantel im Gleichstrom durch den Reaktor strömen und dass die Temperaturdifferenz des Wärmeträgers zwischen Zulaufstelle zum Reaktor und Ablauf aus dem Reaktor auf weniger als 40 °C eingestellt wird.
The continuous process according to the invention for the preparation of isoolefins having 4 to 6 carbon atoms by cleavage of compounds of the formula I.

R 1 -OR 2 (I)

with R 1 = a tertiary alkyl radical having 4 to 6 carbon atoms and R 2 = H or an alkyl radical, in particular an alkyl radical having 1 to 3 carbon atoms, in the gas phase over a solid catalyst in the temperature range 200 to 400 ° C at a pressure of 0, 1 to 1.2 MPa, preferably from 0.5 to 0.9 MPa and more preferably from 0.7 to 0.8 MPa in a reactor which is equipped with a heating jacket and which is heated with a liquid heat carrier is characterized characterized by the fact that the split is so is carried out that the temperature drop in the catalyst zone / reaction zone at any point with respect to the inlet temperature is less than 50 ° C, that the reaction mixture in the reactor and the heat transfer medium in the jacket flow in direct current through the reactor and that the temperature difference of the heat carrier between feed point to the reactor and effluent from the reactor is set to less than 40 ° C.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können als Verbindungen der Formel I z. B. tertiäre Alkohole mit 4 bis 6 C-Atomen eingesetzt werden. Insbesondere kann tert.-Butanol (TBA) zu Isobuten und Wasser gespalten werden. TBA kann aus verschiedenen technischen Prozessen stammen. Einer der wichtigsten ist die Umsetzung von Isobuten-haltigen C4-Kohlenwasserstoffgemischen mit Wasser. Verfahren zur Herstellung von TBA sind beispielsweise in DE 103 30 710 und in US 7,002,050 beschrieben. TBA kann z. B. in reiner Form, als TBA/Wasser-Azeotrop oder als sonstiges TBA-Wasser-Gemisch eingesetzt werden.In the process according to the invention can be used as compounds of formula I z. B. tertiary alcohols having 4 to 6 carbon atoms are used. In particular, tert-butanol (TBA) can be cleaved to isobutene and water. TBA can come from different technical processes. One of the most important is the reaction of isobutene-containing C 4 -hydrocarbon mixtures with water. Processes for the preparation of TBA are, for example, in DE 103 30 710 and in US 7,002,050 described. TBA can z. B. in pure form, as a TBA / water azeotrope or other TBA-water mixture.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können als Verbindungen der Formel I z. B. auch Alkyl-tert.-alkylether eingesetzt werden. Alkyl-tert.-alkylether, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gespaltet werden können, sind beispielsweise MTBE, ETBE oder TAME (tert.-Amyl-methylether). Ein Verfahren zur Herstellung von MTBE ist beispielsweise in DE 101 02 062 beschrieben. Verfahren zur Herstellung von ETBE werden beispielsweise in DE 10 2005 062700 , DE 10 2005 062722 , DE 10 2005 062699 und DE 10 2006 003492 beschrieben.In the process according to the invention can be used as compounds of formula I z. B. also be used alkyl tert-alkyl ethers. Alkyl tert-alkyl ethers which can be cleaved by the process according to the invention are, for example, MTBE, ETBE or TAME (tert-amyl methyl ether). A method of producing MTBE is, for example, in DE 101 02 062 described. Processes for the production of ETBE are described, for example, in DE 10 2005 062700 . DE 10 2005 062722 . DE 10 2005 062699 and DE 10 2006 003492 described.

Als Verbindungen der Formel I werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise tert.-Butanol, Methyl-tert.-butylether, Ethyl-tert.-butylether und/oder tert.-Amylmethylether eingesetzt. Es kann vorteilhaft sein, wenn ein Gemisch von zumindest zwei Verbindungen der Formel I eingesetzt wird. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn bereits im Herstellprozess der zu spaltenden Verbindung der Formel I wegen der verwendeten Ausgangssubstanzen Gemische von Verbindungen der Formel I erhalten werden. Insbesondere wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Isobuten erzeugt werden soll, kann z. B. ein Gemisch, welches tert.-Butanol und Methyl-tert.-butylether aufweist, eingesetzt werden. Die Verbindungen der Formel I können als Reinstoff oder im Gemisch mit anderen Verbindungen dem erfindungsgemäßen Verfahren zu geführt werden. Insbesondere können dem erfindungsgemäßen Verfahren technische Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel I aufweisen zugeführt werden.Preferred compounds of the formula I in the process according to the invention are tert-butanol, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether and / or tert-amyl methyl ether. It may be advantageous if a mixture of at least two compounds of the formula I is used. This can be z. Example, be the case when mixtures of compounds of formula I are already obtained in the production process of the compound of formula I to be cleaved because of the starting materials used. In particular, if isobutene is to be produced by the process according to the invention, z. Example, a mixture comprising tert-butanol and methyl tert-butyl ether can be used. The compounds of the formula I can be added to the novel process as a pure substance or in a mixture with other compounds. In particular, the process according to the invention technical mixtures which have one or more compounds of formula I are supplied.

Als MTBE aufweisendes Gemisch kann im erfindungsgemäßen Verfahren MTBE unterschiedlicher Qualität eingesetzt werden. Als MTBE aufweisendes Gemisch kann/können z. B. reines MTBE, Gemische aus MTBE und Methanol, technisches MTBE verschiedener Qualitäten oder Gemische aus technischem MTBE und Methanol eingesetzt werden. Insbesondere können technisches MTBE verschiedener Qualitäten oder Gemische aus technischem MTBE und Methanol eingesetzt werden. Technisches MTBE (Kraftstoffqualität) ist, insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen, der bevorzugte Einsatzstoff. Die Tabelle 1 zeigt beispielsweise die typische Zusammensetzung eines technischen MTBE der OXENO Olefinchemie GmbH. Tabelle 1: Typische Zusammensetzung von Technischem MTBE (Kraftstoffqualität) der Oxeno Olefinchemie GmbH. Massenanteile [kg/kg] 1-Buten / 2-Butene 0,001000 Pentane 0,001500 MTBE 0,978000 2-Methoxybutan 0,003000 Methanol 0,008500 tert.-Butanol 0,003000 Wasser 0,000050 Diisobuten 0,003300 MTBE-containing mixture can be used in the process according to the invention MTBE different quality. As MTBE exhibiting mixture can / can z. As pure MTBE, mixtures of MTBE and methanol, technical MTBE different qualities or mixtures of technical MTBE and methanol are used. In particular, technical MTBEs of different qualities or mixtures of technical MTBE and methanol can be used. Technical MTBE (fuel grade) is the preferred feedstock, especially for economic reasons. Table 1 shows, for example, the typical composition of a technical MTBE from OXENO Olefinchemie GmbH. <b> Table 1 </ b>: Typical composition of Technical MTBE (fuel quality) of Oxeno Olefinchemie GmbH. Mass fractions [kg / kg] 1-butene / 2-butenes 0.001000 pentanes 0.001500 MTBE 0.978000 2-methoxybutane 0.003000 methanol 0.008500 tert-butanol 0.003000 water 0.000050 diisobutene 0.003300

Technisches MTBE kann nach bekannten Verfahren durch Umsetzung von C4-Kohlenwasserstoffgemischen, aus denen die mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoffe weitgehend entfernt worden sind, beispielsweise Raffinat I oder selektiv hydriertes Crack-C4, mit Methanol hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung von MTBE wird beispielsweise in DE 101 02 062 beschrieben.Technical MTBE can be prepared by known methods by reaction of C 4 -hydrocarbon mixtures from which the polyunsaturated hydrocarbons have been substantially removed, for example raffinate I or selectively hydrogenated crack C 4 , with methanol. A method of producing MTBE is described, for example, in DE 101 02 062 described.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es besonders vorteilhaft sein, wenn ein MTBE aufweisender Strom eingesetzt wird, der ganz oder teilweise durch Abtrennen von Leichtsiedern in einem optionalen Verfahrensschritt aus einem MTBE aufweisenden Strom erhalten wird.In the process according to the invention, it may be particularly advantageous if a stream comprising MTBE is used which is obtained wholly or partly by removal of low-boiling components in an optional process step from an MTBE-comprising stream.

Das Abtrennen von Leichtsiedern kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der MTBE enthaltende Strom z. B. C4- und/oder C5-Kohlenwasserstoffe aufweist. Das Abtrennen der Leichtsieder, wie z. B. C4- und/oder C5-Kohlenwasserstoffe aus dem Strom in dem optionalen Verfahrensschritt kann vorzugsweise in einer Destillationskolonne erfolgen. Die Destillationskolonne wird vorzugsweise so betrieben, dass die Leichtsieder als Kopfprodukt abgetrennt werden können.The separation of low boilers may be particularly advantageous if the MTBE-containing stream z. B. C 4 - and / or C 5 hydrocarbons. The separation of the low boilers, such as. B. C 4 - and / or C 5 hydrocarbons from the stream in the optional process step may preferably be carried out in a distillation column. The distillation column is preferably operated so that the low boilers can be separated off as top product.

Vorzugsweise wird die Abtrennung der Leichtsieder in einer Destillationskolonne durchgeführt, die 30 bis 75 theoretische Trennstufen, bevorzugt 40 bis 65 und besonders bevorzugt 40 bis 55 theoretische Trennstufen aufweist. Vorzugsweise wird die Kolonne, in Abhängigkeit von der realisierten Stufenzahl, der Zusammensetzung des eingesetzten MTBE und der erforderlichen Reinheit an C4- und C5-Kohlenwasserstoffen, mit einem Rücklaufverhältnis zwischen 150 und 350, insbesondere zwischen 200 und 300 betrieben. Die Kolonne im optionalen Verfahrenschritt wird vorzugsweise mit einem Betriebsdruck von 0,2 bis 0,6 MPa(abs), bevorzugt von 0,3 bis 0,4 MPa(abs) betrieben. Zur Beheizung der Kolonne kann z. B. 0,4-MPa Dampf eingesetzt werden. Die Kondensation kann, je nach gewähltem Betriebsdruck, gegen Kühlsohle, Kühlwasser oder Luft erfolgen. Der Kopfbrüden der Kolonne können vollständig oder nur teilweise kondensiert werden, so dass das Kopfprodukt entweder flüssig oder dampfförmig abgezogen werden kann. Das Kopfprodukt kann thermisch verwertet werden oder als Einsatzstoff einer Synthesegasanlage genutzt werden. Das Sumpfprodukt kann direkt der Spaltung zugeführt werden.The separation of the low-boiling components is preferably carried out in a distillation column which has from 30 to 75 theoretical plates, preferably from 40 to 65 and particularly preferably from 40 to 55 theoretical plates. The column is preferably operated at a reflux ratio between 150 and 350, in particular between 200 and 300, depending on the number of stages realized, the composition of the MTBE used and the required purity of C 4 and C 5 hydrocarbons. The column in the optional process step is preferably operated at an operating pressure of 0.2 to 0.6 MPa (abs) , preferably from 0.3 to 0.4 MPa (abs) . To heat the column can, for. B. 0.4 MPa steam can be used. Depending on the selected operating pressure, the condensation can take place against the cooling sole, cooling water or air. The top hatch of the column can be completely or only partially condensed, so that the top product can be withdrawn either liquid or vapor. The top product can be used thermally or used as starting material of a synthesis gas plant. The bottom product can be fed directly to the cleavage.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird derart durchgeführt, dass an keiner Stelle der Katalysatorzone die Temperatur unter 200 °C fällt. Vorzugsweise liegt die Eingangstemperatur des gasförmigen Edukts deshalb über 200 °C, bevorzugt deutlich über 200 °C. Die Eingangstemperatur des Edukts kann in einem dem Reaktor vorgeschalteten Aufheizer eingestellt werden. Wird als Edukt ein MTBE als Verbindung der Formel I aufweisendes Edukt eingesetzt beträgt die Eingangstemperatur vorzugsweise mindestens 230 °C, bevorzugt größer 250 °C.The process according to the invention is carried out in such a way that the temperature does not fall below 200 ° C. at any point in the catalyst zone. Therefore, the inlet temperature of the gaseous educt is preferably above 200 ° C., preferably well above 200 ° C. The inlet temperature of the educt can be in a heater upstream of the reactor be set. If the starting material used is a starting material containing MTBE as the compound of the formula I, the inlet temperature is preferably at least 230 ° C., preferably greater than 250 ° C.

Bei Verwendung von frischem Katalysator, insbesondere bei der Verwendung von frischem Magnesiumoxid/Aluminiumoxid/Siliziumoxid-Katalysator bei der MTBE-Spaltung liegt die Eingangstemperatur bevorzugt zwischen 250 und 270 °C. Im Laufe des Betriebes kann es vorteilhaft sein, mit zunehmender Desaktivierung des Katalysators zur Konstanthaltung des Umsatzes die Eingangstemperatur bis auf 400 °C anzuheben. Kann der Umsatz bei Erreichen von 400 °C nicht mehr gehalten werden, so kann es vorteilhaft sein, den Katalysator ganz oder teilweise zu ersetzen.When using fresh catalyst, especially when using fresh magnesium oxide / alumina / silica catalyst in the MTBE cleavage, the inlet temperature is preferably between 250 and 270 ° C. In the course of operation it may be advantageous, with increasing deactivation of the catalyst to keep the conversion constant, the inlet temperature up to 400 ° C. If the conversion can no longer be maintained when it reaches 400 ° C., it may be advantageous to replace the catalyst completely or partially.

Der Temperaturabfall in der Katalysatorzone beträgt an jeder beliebigen Stelle in Bezug auf die Eingangstemperatur kleiner als 50 °C, vorzugsweise kleiner als 40 °C und besonders bevorzugt 1 bis 30 °C. Der maximale Temperaturabfall kann durch zahlreiche Parameter, wie z. B. durch die Temperatur des zum Heizen verwendeten Wärmeträgers sowie durch die Geschwindigkeit, mit der der Wärmträger durch den Mantel strömt, eingestellt werden.The temperature drop in the catalyst zone is at any point with respect to the inlet temperature less than 50 ° C, preferably less than 40 ° C and more preferably 1 to 30 ° C. The maximum temperature drop can be due to numerous parameters, such. B. by the temperature of the heat carrier used for heating and by the speed at which the heat carrier flows through the jacket can be adjusted.

Der Reaktor wird vorzugsweise mit einer Raumgeschwindigkeit (Weight Hourly Space Velocity (WHSV) in Kilogramm Edukt je Kilogramm Katalysator je Stunde) von 0,1 bis 5 h-1, insbesondere von 1 bis 3 h-1 im geraden Durchgang betrieben.The reactor is preferably operated at a space velocity (weight hourly space velocity (WHSV) in kilograms of starting material per kilogram of catalyst per hour) from 0.1 to 5 h -1 , in particular from 1 to 3 h -1 in the straight pass.

Der Reaktor kann in jeder beliebigen Raumrichtung angeordnet sein. Weist der Reaktor Reaktorrohre auf, so können diese ebenfalls in jede beliebige Raumrichtung weisen. Bevorzugt ist der Reaktor jedoch derart aufgestellt, dass der Reaktor bzw. die Reaktorrohre vertikal ausgerichtet sind. Bei einem senkrecht ausgerichteten Reaktor wird der Wärmeträger bevorzugt an der höchsten Stelle oder in der Nähe der höchsten Stelle des Mantels zugeführt und an der tiefsten Stelle oder in der Nähe der tiefsten Stelle des Reaktors abgezogen oder umgekehrt. Das Reaktionsgemisch in der Reaktionszone und der Wärmeträger im Mantel durchströmen den Reaktor in gleicher Richtung. Besonders bevorzugt durchströmen der Wärmeträger und das Reaktionsgemisch den Mantel des Reaktors bzw. die Reaktionszone des Reaktors von oben nach unten.The reactor can be arranged in any spatial direction. If the reactor has reactor tubes, these can also point in any direction in space. Preferably, however, the reactor is set up such that the reactor or the reactor tubes are aligned vertically. In a vertically oriented reactor, the heat carrier is preferably supplied at the highest point or near the highest point of the jacket and withdrawn at the lowest point or in the vicinity of the lowest point of the reactor or vice versa. The reaction mixture in the reaction zone and the heat transfer medium in the jacket flow through the reactor in the same direction. Particularly preferably, the heat transfer medium and the reaction mixture flow through the jacket of the reactor or the reaction zone of the reactor Reactor from top to bottom.

Um eine gleichmäßigere Beheizung der Reaktionszone zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, den Wärmeträger nicht nur an einer Stelle, sondern an mehreren Stellen in etwa gleicher Höhe in den Reaktor einzuspeisen. Um bei der Verwendung eines Rohrbündelreaktors einen größeren Temperaturabfall in den mittleren Rohren im Vergleich zu Randrohren zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, in dem Zulauf oder in den Zuläufen für den Wärmeträger Düsen vorzusehen, die den Transport des Wärmeträgers zu den mittleren Rohren begünstigen. Auf diese Weise können Temperaturschwankungen über den Querschnitt des Rohrbündels vermieden werden.In order to achieve a more uniform heating of the reaction zone, it may be advantageous to feed the heat transfer medium into the reactor not only at one point but at several points at approximately the same height. In order to avoid a larger temperature drop in the middle tubes compared to edge tubes when using a tube bundle reactor, it may be advantageous to provide in the inlet or in the inlets for the heat carrier nozzles that favor the transport of the heat carrier to the middle tubes. In this way, temperature fluctuations over the cross section of the tube bundle can be avoided.

Der Wärmeträger kann an einer oder mehreren Stelle(n) den Reaktor verlassen. Wird der Reaktor vom Wärmeträger von oben nach unten durchströmt, ist durch konstruktive Maßnahmen sicherzustellen, dass die Reaktionszonen, wie z. B. die Reaktionsrohre, vollständig mit Wärmeträger umspült werden.The heat transfer medium can leave the reactor at one or more locations. If the reactor flows through the heat transfer medium from top to bottom, it must be ensured by constructive measures that the reaction zones, such as. B. the reaction tubes are completely immersed in heat transfer.

Der Wärmeträger kann außerhalb des Reaktors durch direkte oder indirekte Beheizung auf die gewünschte Temperatur gebracht und durch den Reaktor gepumpt werden.The heat carrier can be brought outside the reactor by direct or indirect heating to the desired temperature and pumped through the reactor.

Als Wärmeträger können Salzschmelzen, Wasser oder Wärmeträgeröle verwendet werden. Für den Temperaturbereich von 200 bis 400 °C ist die Verwendung von Wärmeträgerölen vorteilhaft, da Heizkreisläufe mit ihnen im Vergleich zu anderen technischen Lösungen einen geringeren Kapitaleinsatz erfordern. Wärmeträgeröle, die eingesetzt werden können, sind beispielsweise solche, die unter den Handelsnamen Marlotherm (z. B. Marlotherm SH der Sasol Olefins & Surfactants GmbH), Diphyl (Fa. Bayer), Dowtherm (Fa. Dow) oder Therminol (Fa. Therminol) vertrieben werden. Diese synthetisch hergestellten Wärmeträgeröle basieren im Wesentlichen auf thermisch stabilen Ringkohlenwasserstoffen.As a heat carrier salt melts, water or heat transfer oils can be used. For the temperature range of 200 to 400 ° C, the use of heat transfer oils is advantageous, since heating circuits with them in comparison to other technical solutions require a lower capital investment. Heat transfer oils which can be used are, for example, those sold under the trade names Marlotherm (for example Marlotherm SH from Sasol Olefins & Surfactants GmbH), Diphyl (Bayer), Dowtherm (Dow) or Therminol (Therminol ) to be expelled. These synthetically produced heat transfer oils are based essentially on thermally stable ring hydrocarbons.

Vorzugsweise wird der Wärmeträger mit einer Temperatur, die 10 bis 40 °C, bevorzugt 10 bis 30 °C höher ist als die Temperatur des in den Reaktor strömenden Edukts, in den Heizmantel des Reaktors geleitet. Die Temperaturdifferenz des flüssigen Wärmeträgers über den Reaktor, also zwischen Eintrittstemperatur des Wärmeträgers bei Eintritt in den Heizmantel und der Austrittstemperatur des Wärmeträgers bei Austritt aus dem Heizmantel beträgt vorzugsweise weniger als 40 °C, bevorzugt weniger als 30 °C und besonders bevorzugt 10 bis 25 °C. Die Temperaturdifferenz kann durch den Massenfluss des Wärmeträgers pro Zeiteinheit (Kilogramm je Stunde) durch den Heizmantel eingestellt werden.Preferably, the heat transfer medium at a temperature which is 10 to 40 ° C, preferably 10 to 30 ° C higher than the temperature of the reactant flowing into the reactor, passed into the heating jacket of the reactor. The temperature difference of the liquid heat carrier via the reactor, ie between the inlet temperature of the heat carrier entering the heating jacket and the outlet temperature of the heat carrier at the outlet from the heating jacket is preferably less than 40 ° C, preferably less than 30 ° C and more preferably 10 to 25 ° C. The temperature difference can be adjusted by the mass flow of the heat carrier per unit time (kilograms per hour) through the heating jacket.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können alle festen Katalysatoren eingesetzt werden, die im Temperaturbereich von 200 bis 400 °C die Spaltung von tert.-Alkoholen und Alkyl-tert.-Alkylethern zu Isoolefinen ermöglichen. Vorzugsweise werden Katalysatoren eingesetzt, mit denen im Reaktor eine Reaktionsgeschwindigkeit von höchstens 400 mol/(h·kgKAT), bevorzugt zwischen 1 und 400 mol/(h·kgKAT) erzielt wird.In the process according to the invention, it is possible to use all solid catalysts which allow the cleavage of tert.-alcohols and alkyl tert.-alkyl ethers into isoolefins in the temperature range from 200 to 400.degree. Preferably, catalysts are used with which in the reactor, a reaction rate of at most 400 mol / (h · kg KAT ), preferably between 1 and 400 mol / (h · kg KAT ) is achieved.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Katalysatoren können z. B. Metalloxide, Metallmischoxide, insbesondere solche, die Siliziumoxid und/oder Aluminiumoxid enthalten, Säuren auf Metalloxidträgern oder Metallsalze oder Mischungen davon sein.The catalysts used in the process according to the invention can, for. For example, metal oxides, metal mixed oxides, especially those containing silica and / or alumina, acids on metal oxide or metal salts or mixtures thereof.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden zur Spaltung von MTBE zu Isobuten und Methanol in der Gasphase bevorzugt Katalysatoren verwendet, die formal aus Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumoxid bestehen. Solche Katalysatoren werden z. B. in US 5,171,920 in Beispiel 4 und in EP 0 589 557 beschrieben.In the process according to the invention, catalysts which formally consist of magnesium oxide, aluminum oxide and silicon oxide are preferably used for cleaving MTBE to isobutene and methanol in the gas phase. Such catalysts are z. In US 5,171,920 in Example 4 and in EP 0 589 557 described.

Besonders bevorzugt werden Katalysatoren eingesetzt, die formal Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumdioxid aufweisen, und die einen Anteil an Magnesiumoxid von 0,5 bis 20 Massen-%, bevorzugt von 5 bis 15 Massen-% und besonders bevorzugt von 10 bis 15 Massen-%, einen Anteil an Aluminiumoxid von 4 bis 30 Massen-%, bevorzugt von 10 bis 20 Massen-% und einen Anteil an Siliziumdioxid von 60 bis 95 Massen-%, bevorzugt von 70 bis 90 Massen-% aufweisen. Es kann vorteilhaft sein, wenn der Katalysator neben dem Magnesiumoxid ein Alkalimetalloxid aufweist. Dieses kann z. B. ausgewählt sein aus Na2O oder K2O. Vorzugsweise weist der Katalysator als Alkalimetalloxid Na2O auf. Der bevorzugt eingesetzte Katalysator weist vorzugsweise eine BET-Oberfläche (volumetrisch bestimmt mit Stickstoff gemäß DIN ISO 9277) von 200 bis 450 m2/g, bevorzugt von 200 bis 350 m2/g auf. Wird der erfindungsgemäße Katalysator als aktive Masse auf einem Träger aufgebracht, so weist nur die aktive Masse eine BET-Oberfläche im genannten Bereich auf. Das Material aus Katalysator und Träger kann dagegen je nach Beschaffenheit des Trägers eine deutlich abweichende BET-Oberfläche, insbesondere eine kleinere BET-Oberfläche aufweisen.Particular preference is given to using catalysts which have formally magnesium oxide, aluminum oxide and silicon dioxide and which have a magnesium oxide content of from 0.5 to 20% by mass, preferably from 5 to 15% by mass and more preferably from 10 to 15% by mass, an alumina content of 4 to 30% by mass, preferably 10 to 20% by mass, and a silica content of 60 to 95% by mass, preferably 70 to 90% by mass. It may be advantageous if the catalyst has an alkali metal oxide in addition to the magnesium oxide. This can be z. B. be selected from Na 2 O or K 2 O. Preferably, the catalyst has as alkali metal oxide Na 2 O. The preferably used catalyst preferably has a BET surface area (determined volumetrically with Nitrogen according to DIN ISO 9277) of 200 to 450 m 2 / g, preferably from 200 to 350 m 2 / g. If the catalyst according to the invention is applied to a support as active composition, only the active composition has a BET surface area in the stated range. On the other hand, depending on the nature of the support, the catalyst and support material may have a significantly different BET surface area, in particular a smaller BET surface area.

Das Porenvolumen des Katalysators beträgt vorzugsweise von 0,5 bis 1,3 ml/g, bevorzugt von 0,65 bis 1,1 ml/g. Das Porenvolumen wird vorzugsweise bestimmt durch die Cyclohexanmethode. Bei dieser Methode wird die zu prüfende Probe zunächst bei 110 °C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Anschließend werden ca. 50 ml der auf 0,01 g genau eingewogenen Probe in ein gereinigtes und bis zur Gewichtskonstanz getrocknetes Imprägnierrohr gefüllt, dass an der Unterseite eine Auslauföffnung mit einem Schliffhahn aufweist. Die Auslauföffnung ist mit einem kleinen Plättchen aus Polyethylen abgedeckt, wodurch ein Verstopfen der Auslauföffnung durch die Probe verhindert wird. Nach dem Befüllen des Imprägnierrohres mit der Probe wird das Rohr sorgfältig luftdicht verschlossen. Anschließend wird das Imprägnierrohr mit einer Wasserstrahlpumpe verbunden, der Schliffhahn geöffnet und über den Wasserstrahl ein Vakuum im Imprägnierrohr von 20 mbar eingestellt. Das Vakuum kann an einem parallel angeschlossenen Vakuummeter geprüft werden. Nach 20 min. wird Schliffhahn geschlossen und das evakuierte Imprägnierrohr wird anschließend so mit einer Cyclohexanvorlage, in der ein genau abgemessenes Volumen an Cyclohexan vorgelegt wird, verbunden, dass durch Öffnen des Schliffhahns Cyclohexan aus der Vorlage in das Imprägnierrohr gesaugt wird. Der Schliffhahn bleibt so lange geöffnet, bis die gesamte Probe mit Cyclohexan geflutet ist. Anschließend wird der Schliffhahn wieder verschlossen. Nach 15 min wird das Imprägnierrohr vorsichtig belüftet und das nicht absorbierte Cyclohexan in die Vorlage abgelassen. Im Imprägnierrohr bzw. in der Auslauföffnung oder der Verbindung mit der Cyclohexanvorlage anhaftendes Cyclohexan kann durch einen einzelnen vorsichtigen Druckstoß aus einem Saugball, über die Belüftungsleitung in die Vorlage befördert werden. Das Volumen des in der Vorlage vorhandenen Cyclohexans wird notiert. Das Porenvolumen ergibt sich aus dem absorbierten Cyclohexanvolumen, welches bestimmt wird aus dem Cyclohexanvolumen in der Vorlage vor der Messung minus dem Cyclohexanvolumen in der Vorlage nach der Messung, geteilt durch die Masse der untersuchten Probe.The pore volume of the catalyst is preferably from 0.5 to 1.3 ml / g, preferably from 0.65 to 1.1 ml / g. The pore volume is preferably determined by the cyclohexane method. In this method, the sample to be tested is first dried at 110 ° C to constant weight. Then approx. 50 ml of the sample weighed to the nearest 0.01 g are placed in a cleaned impregnating tube which has been dried to constant weight and which has an outlet opening with a ground joint on the underside. The outlet is covered with a small plate of polyethylene, which prevents clogging of the outlet through the sample. After filling the impregnation tube with the sample, the tube is carefully sealed airtight. The impregnation tube is then connected to a water jet pump, the ground joint is opened and a vacuum in the impregnation tube of 20 mbar is set via the water jet. The vacuum can be tested on a parallel connected vacuum gauge. After 20 min. The stopcock is closed and the evacuated impregnation tube is then connected to a cyclohexane template, in which a precisely measured volume of cyclohexane is initially introduced, by sucking cyclohexane from the template into the impregnation tube by opening the stopcock. The stopcock remains open until the entire sample has been flooded with cyclohexane. Then the ground joint is closed again. After 15 minutes, the impregnation tube is carefully aerated and the unabsorbed cyclohexane is drained into the receiver. Cyclohexane adhering in the impregnation tube or in the outlet opening or the connection with the cyclohexane template can be conveyed by a single careful pressure surge from a suction ball, via the aeration line into the original. The volume of cyclohexane present in the template is noted. The pore volume results from the absorbed cyclohexane volume, which is determined from the volume of cyclohexane in the receiver before the measurement minus the cyclohexane volume in the receiver after the measurement, divided by the mass of the examined sample.

Der mittlere Porendurchmesser (vorzugsweise bestimmt in Anlehnung an DIN 66133) des Katalysators beträgt vorzugsweise von 5 bis 20 nm, bevorzugt von 8 bis 15 nm. Besonders bevorzugt entfällt mindestens 50 %, vorzugsweise über 70 % des Gesamtporenvolumens (Summe des Porenvolumens der Poren mit einem Porendurchmesser von größer-gleich 3,5 nm bestimmt mit Quecksilberporosimetrie gemäß DIN 66133) des Katalysators auf Poren mit einem Durchmesser von 3,5 bis 50 nm (Mesoporen).The average pore diameter (preferably determined in accordance with DIN 66133) of the catalyst is preferably from 5 to 20 nm, preferably from 8 to 15 nm. Particularly preferably at least 50%, preferably more than 70% of the total pore volume (sum of the pore volume of the pores with a Pore diameter greater than or equal to 3.5 nm determined by mercury porosimetry according to DIN 66133) of the catalyst on pores having a diameter of 3.5 to 50 nm (mesopores).

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt Katalysatoren eingesetzt, die eine mittlere Korngröße (bestimmt durch Siebanalyse) von 10 µm bis 10 mm, vorzugsweise 0,5 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt eine mittlere Korngröße von 1 bis 5 mm aufweisen. Vorzugsweise werden feste Katalysatoren eingesetzt, die eine mittlere Korngröße d50, von 2 bis 4 mm, insbesondere von 3 bis 4 mm.In the process according to the invention, preference is given to using catalysts which have an average particle size (determined by sieve analysis) of 10 μm to 10 mm, preferably 0.5 mm to 10 mm, particularly preferably an average particle size of 1 to 5 mm. Preferably, solid catalysts are used which have a mean particle size d 50 , from 2 to 4 mm, in particular from 3 to 4 mm.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Katalysator als Formkörper eingesetzt werden. Die Formkörper können jegliche Form einnehmen. Bevorzugt wird der Katalysator als Formköper in Form von Kugeln, Extrudaten oder Tabletten eingesetzt. Die Formkörper weisen vorzugsweise die oben genannten mittleren Korngrößen auf.In the process according to the invention, the catalyst can be used as a shaped body. The moldings can take any shape. The catalyst is preferably used as a shaped body in the form of spheres, extrudates or tablets. The shaped bodies preferably have the above mean grain sizes.

Der Katalysator kann auch aufgebracht sein auf einem Träger, wie z. B. einen Metall-, Kunststoff- oder Keramikträger, vorzugsweise auf einem in Bezug auf die Reaktion, bei welcher der Katalysator eingesetzt werden soll, inerten Träger. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Katalysator auf einen Metallträger, wie z. B. eine Metallplatte oder eine Metallgewebe aufgebracht sein. Solche mit dem erfindungsgemäßen Katalysator ausgerüstete Träger können z. B. als Einbauten in Reaktoren oder Reaktivdestillationskolonnen verwendet werden. Die Träger können auch Metall-, Glas- oder Keramikkugeln oder Kugeln von anorganischen Oxiden sein. Ist der erfindungsgemäße Katalysator auf einem inerten Träger aufgebracht, so wird die Masse und Zusammensetzung des inerten Trägers bei der Bestimmung der Zusammensetzung des Katalysators nicht berücksichtigt.The catalyst may also be applied to a support, such as. Example, a metal, plastic or ceramic carrier, preferably on a with respect to the reaction in which the catalyst is to be used, inert carrier. In particular, the catalyst of the invention on a metal support, such as. As a metal plate or a metal mesh may be applied. Such carriers equipped with the catalyst according to the invention can e.g. B. be used as internals in reactors or reactive distillation columns. The supports may also be metal, glass or ceramic balls or balls of inorganic oxides. If the catalyst according to the invention is applied to an inert carrier, the mass and composition of the inert carrier are not taken into account in determining the composition of the catalyst.

Die besonders bevorzugt einzusetzenden, formal Magnesiumoxid (MgO), Aluminiumoxid (Al2O3) und Siliziumdioxid (SiO2) aufweisenden Katalysatoren können z. B. mit einem Verfahren hergestellt werden, das die Schritte

  1. a) Behandeln eines Alumosilikats mit einer sauren, wässrigen Magnesiumsalzlösung und
  2. b) Kalzinieren des mit wässriger Magnesiumsalzlösung behandelten Alumosilikats,
aufweist. Unter Alumosilikaten sollen dabei Verbindungen verstanden werden, die sich im Wesentlichen formal aus Anteilen von Aluminiumoxid (Al2O3) und Siliziumdioxid (SiO2) zusammensetzen. Die Alumosilikate können aber auch noch geringe Anteile an Alkali- oder Erdalkalimetalloxiden enthalten. In dem Verfahren können als Alumosilikate auch Zeolithe wie z. B. Zeolith A, X, Y, USY oder ZSM-5 oder amorphe Zeolithe (wie beispielsweise MCM 41 von Mobil Oil) eingesetzt werden. Die im Verfahren eingesetzten Alumosilikate können amorph oder kristallin sein. Geeignete kommerzielle Alumosilikate die als Ausgangsstoffe im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können sind beispielsweise Alumosilikate, die durch Fällung, Gelierung oder Pyrolyse hergestellt wurden. In dem Verfahren werden vorzugsweise Alumosilikate eingesetzt, die von 5 bis 40 Massen-%, bevorzugt 10 bis 35 Massen-% Aluminiumoxid und von 60 bis 95 Massen-%, bevorzugt von 65 bis 90 Massen-% Siliziumdioxid aufweisen (bezogen auf die Trockenmasse; Behandlung: Glühen bei 850 °C für 1 h). Die Bestimmung der Zusammensetzung der eingesetzten Alumosilikate bzw. der erhaltenen Katalysatoren kann z. B. durch klassische Analyse, Schmelzaufschluss mit Borax und RFA (Röntgenfluoreszenzanalyse), energiedispersive Röntgenanalyse, Flammenspektroskopie (Al und Mg, nicht Si), nassem Aufschluss und anschließender ICP-OES (Optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppelten Hochfrequenzplasma) oder Atomabsorptionsspektroskopie erfolgen. Ein besonders bevorzugtes Alumosilikat, welches in dem Verfahren eingesetzt werden kann, weist einen formalen Anteil an Al2O3 von 13 Massen-% und einen Anteil an Siliziumdioxid von 76 Massen-% auf. Ein solches Alumosilikat wird von der Firma Grace Davison, unter der Bezeichnung Davicat O 701 angeboten.The particularly preferably used, formally magnesium oxide (MgO), alumina (Al 2 O 3 ) and silicon dioxide (SiO 2 ) having catalysts can, for. B. be prepared by a method comprising the steps
  1. a) treating an aluminosilicate with an acidic, aqueous magnesium salt solution and
  2. b) calcining the aluminosilicate treated with aqueous magnesium salt solution,
having. In this context, aluminosilicates are understood as meaning compounds which are composed essentially formally of proportions of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon dioxide (SiO 2 ). However, the aluminosilicates may also contain small amounts of alkali metal or alkaline earth metal oxides. In the process, as aluminosilicates and zeolites such. As zeolite A, X, Y, USY or ZSM-5 or amorphous zeolites (such as MCM 41 from Mobil Oil) are used. The aluminosilicates used in the process may be amorphous or crystalline. Suitable commercial aluminosilicates which can be used as starting materials in the process according to the invention are, for example, aluminosilicates prepared by precipitation, gelation or pyrolysis. The process preferably uses aluminosilicates which have from 5 to 40% by mass, preferably from 10 to 35% by mass of aluminum oxide and from 60 to 95% by mass, preferably from 65 to 90% by mass of silicon dioxide (based on the dry mass; Treatment: annealing at 850 ° C for 1 h). The determination of the composition of the aluminosilicates used or the catalysts obtained can, for. B. by classical analysis, melt digestion with borax and XRF (X-ray fluorescence), energy dispersive X-ray analysis, flame spectroscopy (Al and Mg, not Si), wet digestion and subsequent ICP-OES (Optical Emission Spectrometry with inductively coupled radio frequency plasma) or atomic absorption spectroscopy. A particularly preferred aluminosilicate which can be used in the process has a formal content of Al 2 O 3 of 13% by mass and a content of silica of 76% by mass. Such aluminosilicate is offered by Grace Davison, under the designation Davicat O 701.

Das Alumosilikat kann in den unterschiedlichsten Formen in dem Verfahren eingesetzt werden. So kann das Alumosilikat in Form von Formkörpern, wie z. B. Tabletten, Pellets, Granulat, Strängen oder Extrudaten eingesetzt werden. Das Alumosilikat kann aber auch als Alumosilikatpulver eingesetzt werden. Als Ausgangsmaterial kann von Pulvern mit unterschiedlicher mittlerer Korngröße und unterschiedlicher Korngrößenverteilung ausgegangen werden. Bevorzugt wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Alumosilikatpulver eingesetzt, bei dem 95 % der Partikel eine mittlere Korngröße von 5 bis 100 µm, vorzugsweise 10 bis 30 µm und besonders bevorzugt 20 bis 30 µm aufweisen. Die Bestimmung der Korngröße kann z. B. durch Laserbeugung mit einem Partikelanalysator der Firma Malvern, wie z. B. dem Mastersizer 2000 durchgeführt werden.The aluminosilicate can be used in a wide variety of forms in the process. Thus, the aluminosilicate in the form of moldings, such as. As tablets, pellets, granules, strands or extrudates. The aluminosilicate can also be used as aluminosilicate powder. As a starting material of powders with different average grain size and different grain size distribution are assumed. In the process according to the invention, preference is given to using an aluminosilicate powder in which 95% of the particles have an average particle size of 5 to 100 μm, preferably 10 to 30 μm and particularly preferably 20 to 30 μm. The determination of the grain size can, for. B. by laser diffraction with a particle analyzer Malvern, such. B. the Mastersizer 2000.

Zur Herstellung der wässrigen Magnesiumsalzlösung werden Magnesiumverbindungen verwendet werden, die wasserlöslich sind oder durch Zugabe einer Säure in wasserlösliche Verbindungen übergehen. Vorzugsweise werden als Salze die Nitrate eingesetzt. Bevorzugt werden Magnesiumsalzlösungen eingesetzt, die als Magnesiumsalze die Salze starker Mineralsäuren, wie beispielsweise Magnesiumnitrat-Hexahydrat oder Magnesiumsulfat-Heptahydrat aufweisen. Die eingesetzte saure wässrige Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzlösung weist vorzugsweise einen pH-Wert von kleiner 6, bevorzugt von kleiner 6 bis 3, und besonders bevorzugt von 5,5 bis 3,5 auf. Die Bestimmung des pH-Werts kann z. B. mit Hilfe einer Glaselektrode oder Indikatorpapier durchgeführt werden. Weist die Salzlösung einen pH-Wert auf, der größer oder gleich 6 ist, so kann der pH-Wert durch Zugabe einer Säure, vorzugsweise der Säure dessen Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalz in der Lösung vorhanden ist, eingestellt werden. Vorzugsweise wird, wenn die Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzlösung als Salze die Nitrate aufweist, als Säure Salpetersäure eingesetzt. Der Magnesiumgehalt der eingesetzten Magnesiumsalzlösung beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 3 Mol/l, bevorzugt von 0,5 bis 2,5 Mol/l.To prepare the aqueous magnesium salt solution, magnesium compounds which are water-soluble or which are converted into water-soluble compounds by addition of an acid will be used. Preferably, the salts used are the nitrates. Magnesium salt solutions are preferably used which have, as magnesium salts, the salts of strong mineral acids, such as, for example, magnesium nitrate hexahydrate or magnesium sulfate heptahydrate. The acidic aqueous alkali metal and / or alkaline earth metal salt solution used preferably has a pH of less than 6, preferably from less than 6 to 3, and particularly preferably from 5.5 to 3.5. The determination of the pH can, for. B. be performed using a glass electrode or indicator paper. If the salt solution has a pH which is greater than or equal to 6, the pH can be adjusted by adding an acid, preferably the acid whose alkali metal and / or alkaline earth metal salt is present in the solution. Preferably, when the alkali and / or alkaline earth metal salt solution contains the nitrates as salts, the acid used is nitric acid. The magnesium content of the magnesium salt solution used is preferably from 0.1 to 3 mol / l, preferably from 0.5 to 2.5 mol / l.

Das Behandeln in Schritt a) kann auf verschiedene Weisen erfolgen, die geeignet sind, das Alumosilikat mit der Magnesiumsalzlösung in Kontakt zu bringen. Mögliche Behandlungsmethoden sind z. B. Imprägnieren, Tränken, Besprühen oder Begießen des Alumosilikats mit der Magnesiumsalzlösung. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Behandeln des Alumosilikats so erfolgt, dass die Magnesiumsalzlösung zumindest 0,1 bis 5 h bevorzugt von 0,5 bis 2 h auf das Alumosilikat einwirken kann. Eine solche Einwirkzeit kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Behandeln durch einfaches Tränken erfolgt.The treatment in step a) can be carried out in various ways which are suitable for bringing the aluminosilicate into contact with the magnesium salt solution. Possible treatment methods are z. B. Impregnating, soaking, spraying or dousing the aluminosilicate with the magnesium salt solution. It may be advantageous if the treatment of the aluminosilicate is carried out so that the magnesium salt solution can act on the aluminosilicate for at least 0.1 to 5 hours, preferably for 0.5 to 2 hours. Such an exposure time can be particularly advantageous if the treatment is carried out by simply soaking.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittes a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Behandlung von Alumosilikat, insbesondere Alumosilikatformkörpern mit der Magnesiumsalzlösung beispielsweise durch Vakuumimprägnierung in einer dafür geeigneten Vakuumimprägnieranlage erfolgen. Bei dieser Art der Behandlung wird das Alumosilikat in der Vakuumimprägnieranlage zunächst evakuiert. Anschließend wird die Magnesiumsalzlösung bis über den oberen Rand der Trägerschüttung gesaugt, so dass das gesamte Alumosilikat mit der Lösung bedeckt ist. Nach einer Einwirkzeit, die vorzugsweise von 0,1 bis 10 h, bevorzugt von 0,5 bis 2 h beträgt, wird die Lösung, die nicht vom Träger aufgenommen wurde, abgelassen.In a preferred embodiment of step a) of the process according to the invention, the treatment of aluminosilicate, in particular aluminosilicate shaped bodies, with the magnesium salt solution can be carried out, for example by vacuum impregnation, in a vacuum impregnation plant suitable therefor. In this type of treatment, the aluminosilicate is first evacuated in the Vakuumimprägnieranlage. Subsequently, the magnesium salt solution is sucked to above the upper edge of the carrier bed, so that the entire aluminosilicate is covered with the solution. After a contact time, which is preferably from 0.1 to 10 h, preferably from 0.5 to 2 h, the solution that was not absorbed by the carrier, is drained.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittes a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Behandlung von Alumosilikat, insbesondere Alumosilikatformkörpern mit der Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzlösung beispielsweise durch Besprühen oder Begießen des Alumosilikats erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Besprühen oder Begießen des Alumosilikats mit der Magnesiumsalzlösung in dem die Lösung auf das in einer Trommel rotierende Alumosilikat gesprüht oder gegossen wird. Die Behandlung kann in einem Zug erfolgen, d. h. zum Alumosilikat wird zu Beginn die gesamte Menge an Magnesiumsalzlösung in einem Schritt zugegeben. Die Salzlösung kann aber auch durch Besprühen oder Begießen in kleinen Portionen zudosiert werden, wobei der Zeitraum der Zugabe vorzugsweise von 0,1 bis 10 h und bevorzugt von 1 bis 3 h beträgt. Die Menge an Salzlösung wird vorzugsweise so bemessen, dass die gesamte Lösung vom Alumosilikat aufgenommen wird. Insbesondere das Tränken aber auch das Besprühen bzw. Begießen kann in üblichen technischen Apparaturen, wie beispielsweise Konusmischern oder Intensivmischern, wie sie z. B. von der Firma Eirich angeboten werden, durchgeführt werden.In a further preferred embodiment of step a) of the process according to the invention, the treatment of aluminosilicate, in particular aluminosilicate shaped bodies, with the alkali metal and / or alkaline earth metal salt solution can be carried out, for example by spraying or pouring the aluminosilicate. Preferably, the spraying or dousing of the aluminosilicate is carried out with the magnesium salt solution in which the solution is sprayed or cast onto the aluminosilicate rotating in a drum. The treatment can be done in one go, i. H. to the aluminosilicate, the entire amount of magnesium salt solution is initially added in one step. The salt solution can also be added by spraying or pouring in small portions, wherein the period of addition is preferably from 0.1 to 10 hours and preferably from 1 to 3 hours. The amount of saline solution is preferably such that the entire solution is taken up by the aluminosilicate. In particular, the soaking but also the spraying or watering can in conventional technical equipment, such as cone mixers or intensive mixers, such as z. B. offered by the company Eirich be performed.

Die Behandlung des Alumosilikats mit der Magnesiumsalzlösung in Schritt a) kann in einem Schritt oder in mehreren Teilschritten erfolgen. Insbesondere ist es möglich, die Behandlung in zwei oder mehreren Teilschritten durchzuführen. In jedem der einzelnen Teilschritte kann jeweils die gleiche Magnesiumsalzlösung eingesetzt werden oder aber in jedem Teilschritt eine in der Konzentration verschiedene Magnesiumsalzlösung. Beispielsweise kann zum Alumosilikat zunächst nur ein Teil der Magnesiumsalzlösung zugesetzt werden und, gegebenenfalls nach einer Zwischentrocknung, bei gleicher oder anderer Temperatur die Restmenge der eingesetzten Magnesiumsalzlösung. Es ist nicht nur möglich, dass der Schritt a) in zwei oder mehreren Teilschritten durchgeführt wird. Ebenfalls ist es möglich, dass das Verfahren mehrere Schritte a) aufweist. Auch in diesem Fall können in den verschiedenen Schritten a) gleiche oder unterschiedliche Magnesiumsalzlösung in Bezug auf die Konzentration eingesetzt werden.The treatment of the aluminosilicate with the magnesium salt solution in step a) can be carried out in one step or in several substeps. In particular, it is possible to carry out the treatment in two or more substeps. The same magnesium salt solution can be used in each of the individual partial steps, or a magnesium salt solution different in concentration in each partial step. For example, only a portion of the magnesium salt solution can be added to the aluminosilicate initially, and optionally after an intermediate drying, at the same or different temperature, the residual amount of the magnesium salt solution used. Not only is it possible for step a) to be carried out in two or more substeps. It is also possible that the method has several steps a). In this case too, the different steps a) can use the same or different magnesium salt solution in relation to the concentration.

Das Behandeln in Schritt a) kann vorzugsweise bei einer Temperatur von 10 bis 120 °C, bevorzugt von 10 bis 90 °C, besonders bevorzugt von 15 bis 60 °C und ganz besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 20 bis 40 °C durchgeführt werden.The treatment in step a) may preferably be carried out at a temperature of 10 to 120 ° C, preferably 10 to 90 ° C, more preferably 15 to 60 ° C and most preferably at a temperature of 20 to 40 ° C.

Es kann vorteilhaft sein, wenn in Schritt a) ein oder mehrere Additive dem Alumosilikat bzw. der Magnesiumsalzlösung zugegeben bzw. zugemischt werden. Solche Additive können z. B. Bindemittel, Gleitmittel oder Formgebungshilfsmittel sein. Ein geeignetes Bindemittel kann z. B. Boehmit oder Pesudo-Boehmit sein, wie es z. B. unter der Bezeichnung Disperal (einem Boehmit mit einem formalen Al2O3-Gehalt von ca. 77 Massen-%) von der Sasol Deutschland GmbH angeboten wird. Wird Boehmit, insbesondere Disperal als Bindemittel zugegeben, so wird dieses vorzugsweise als Gel zugegeben, welches z. B. durch Einrühren von 197 Massenteilen Disperal in 803 Massenteilen einer 1,28 Massen-%igen, wässrigen Salpetersäure, gründliches Rühren bei 60 °C für 3 h, Abkühlen auf Raumtemperatur und Ergänzen von evtl. verdunstetem Wasser erhalten werden kann. Als Formgebungshilfsmittel können beispielsweise Kieselsäuren, insbesondere pyrogene Kieselsäuren, wie sie z. B. von der Degussa AG unter der Bezeichnung Aerosil vertrieben werden, Bentonite, Tone, Kaolin, Kaolinit, ball clay und andere, dem Fachmann hierfür geläufige Stoffe eingesetzt werden. Als Gleitmittel, dessen Einsatz für die verbesserte Tablettierung vorteilhaft sein kann, kann beispielsweise Graphit zugesetzt werden.It may be advantageous if, in step a), one or more additives are added or admixed with the aluminosilicate or the magnesium salt solution. Such additives may, for. As binders, lubricants or molding aids. A suitable binder may, for. B. boehmite or pesudo-boehmite be as z. B. under the name Disperal (a boehmite with a formal Al 2 O 3 content of about 77% by mass) offered by Sasol Germany GmbH. Boehmite, especially Disperal added as a binder, it is preferably added as a gel, which z. B. by stirring 197 parts by weight of Disperal in 803 parts by mass of a 1.28 mass%, aqueous nitric acid, thorough stirring at 60 ° C for 3 h, cooling to room temperature and replenishing any evaporated water can be obtained. As shaping aids, for example, silicic acids, in particular pyrogenic silicas, as z. B. be marketed by Degussa AG under the name Aerosil, bentonites, clays, kaolin, kaolinite, ball clay and other, familiar to those skilled substances used. As a lubricant, the use of which may be advantageous for the improved tableting, graphite may be added, for example.

Die Zugabe eines oder mehrerer der oben genannten Additive in Schritt a) kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Insbesondere kann die Zugabe während der Behandlung des Alumosilikats mit der Magnesiumsalzlösung erfolgen. Beispielweise können Alumosilikat, Additiv und Magnesiumsalzlösung in eine technische Apparatur gefüllt und anschließend innig vermischt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zuerst das Alumosilikat mit dem Additiv zu vermischen und anschließend die Magnesiumsalzlösung zuzusetzen. In einer weiteren Variante kann zum Alumosilikat Additiv und Magnesiumsalzlösung gleichzeitig zudosiert werden. Die Zugabe kann jeweils in einem Guss, in Portionen oder durch Sprühen erfolgen. Die Zugabezeit beträgt vorzugsweise weniger als 5 h, bevorzugt weniger als 3 h. Es kann vorteilhaft sein, die Mischung für 0,1 bis 10 h, bevorzugt für 0,5 bis 3 h, nachzumischen.The addition of one or more of the above-mentioned additives in step a) can be carried out in various ways. In particular, the addition may occur during the treatment of the aluminosilicate with the magnesium salt solution. For example, aluminosilicate, additive and magnesium salt solution can be filled into a technical apparatus and then intimately be mixed. Another possibility is to first mix the aluminosilicate with the additive and then add the magnesium salt solution. In a further variant, additive and magnesium salt solution can be added simultaneously to the aluminosilicate. The addition can be done in one pour, in portions or by spraying. The addition time is preferably less than 5 hours, preferably less than 3 hours. It may be advantageous to remix the mixture for 0.1 to 10 h, preferably for 0.5 to 3 h.

Das Herstellverfahren für den bevorzugt eingesetzten Katalysator weist zumindest einen Verfahrensschritt b) auf, bei dem das mit Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzlösung behandelte Alumosilikat kalziniert wird. Die Kalzinierung erfolgt vorzugsweise in einem Gasstrom, beispielsweise in einem Gasstrom, der z. B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxid und/oder eines oder mehrere Edelgase enthält oder aus einer oder mehrerer dieser Komponenten besteht. Bevorzugt erfolgt die Kalzinierung unter Verwendung von Luft als Gasstrom.The preparation process for the catalyst preferably used has at least one process step b), in which the treated with alkali and / or alkaline earth metal salt solution aluminosilicate is calcined. The calcination is preferably carried out in a gas stream, for example in a gas stream, the z. As air, nitrogen, carbon dioxide and / or one or more noble gases or consists of one or more of these components. Preferably, the calcination is carried out using air as a gas stream.

Die Kalzinierung in Verfahrensschritt b) wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 200 bis 1000 °C, bevorzugt von 300 bis 800 °C durchgeführt. Die Kalzinierung erfolgt vorzugsweise für eine Dauer von 0,1 bis 10 Stunden, bevorzugt von 1 bis 5 Stunden. Besonders bevorzugt wird die Kalzinierung bei einer Temperatur von 200 bis 1000 °C, vorzugsweise 300 bis 800 °C für 0,1 bis 10 Stunden, bevorzugt von 1 bis 5 Stunden durchgeführt.The calcination in process step b) is preferably carried out at a temperature of 200 to 1000 ° C, preferably from 300 to 800 ° C. The calcination is preferably carried out for a period of 0.1 to 10 hours, preferably from 1 to 5 hours. Particularly preferably, the calcination is carried out at a temperature of 200 to 1000 ° C, preferably 300 to 800 ° C for 0.1 to 10 hours, preferably from 1 to 5 hours.

Bevorzugt kann die technische Kalzinierung in einem Schachtofen durchgeführt werden. Die Kalzinierung kann jedoch auch in anderen bekannten technischen Apparaturen durchgeführt werden, wie beispielsweise Wirbelschichtkalzinierern, Drehrohröfen oder Hordenöfen.Preferably, the technical calcination can be carried out in a shaft furnace. However, the calcination can also be carried out in other known technical equipment, such as fluidized bed calciners, rotary kilns or Hordenöfen.

Es kann vorteilhaft sein, wenn zwischen den Schritten a) und b) ein Schritt c) durchgeführt wird, in dem das mit Magnesiumsalzlösung behandelte Alumosilikat getrocknet wird. Die Trocknung in Schritt c) kann bei einer Temperatur von 100 bis 140 °C erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Trocknung in einem Gasstrom. Die Trocknung kann beispielsweise in einem Gasstrom, der z. B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxid und/oder eines oder mehrere Edelgase enthält oder aus einer oder mehrerer dieser Komponenten besteht, durchgeführt werden. Durch den Zwischenschritt des Trocknens nach der Behandlung mit Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzlösung und vor dem Kalzinieren kann erreicht werden, dass bei der Kalzinierung keine großen Wasserdampfmengen freigesetzt werden. Zudem kann durch das Trocknen verhindert werden, dass durch beim Kalzinieren spontan verdampfendes Wasser die Form des Katalysators zerstört.It may be advantageous if, between steps a) and b), a step c) is carried out in which the magnesium salt solution-treated aluminosilicate is dried. The drying in step c) can be carried out at a temperature of 100 to 140 ° C. Preferably, the drying takes place in a gas stream. The drying can, for example, in a gas stream, the z. As air, nitrogen, carbon dioxide and / or one or more noble gases or consists of one or more of these components, carried out. By the intermediate step of drying after treatment with alkali and / or Alkaline earth metal salt solution and before calcination can be achieved that during calcination no large amounts of water vapor are released. In addition, it can be prevented by drying that spontaneously evaporating water during calcination destroys the shape of the catalyst.

Je nachdem in welcher gewünschten Form der Katalysator vorliegen soll, kann es vorteilhaft sein, das Herstellungsverfahren durch zusätzliche Verfahrensschritte entsprechend anzupassen. Soll mit dem Verfahren beispielsweise pulverförmiger Katalysator hergestellt werden, so kann das Alumosilikat in Form von Alumosilikatpulver eingesetzt und z. B. in einem Konusmischer mit der Magnesiumsalzlösung behandelt (z. B. durch Imprägnieren) optional getrocknet und anschließend kalziniert werden. Ein pulverförmiger Katalysator kann aber auch dadurch hergestellt werden, dass ein Katalysatorformkörper durch Mahlen und Sieben zu pulverförmigem Katalysator verarbeitet wird.Depending on the desired form in which the catalyst is to be present, it may be advantageous to adapt the preparation process accordingly by additional process steps. If, by way of example, pulverulent catalyst is to be prepared by the process, the aluminosilicate can be used in the form of aluminosilicate powder and can be used, for example, in the form of aluminosilicate powder. B. in a cone mixer with the magnesium salt solution (eg, by impregnation) optionally dried and then calcined. However, a pulverulent catalyst can also be prepared by processing a shaped catalyst body by grinding and sieving to form pulverulent catalyst.

Die Katalysatorformkörper können beispielsweise in Form von Strängen, Kugeln, Pellets oder Tabletten vorliegen. Um zum formgegebenen Katalysator (Katalysatorformkörper) zu gelangen, können abhängig von der jeweiligen Formgebungsvariante neben den Verfahrensschritten Behandlung, Trocknung, Kalzination, weitere Verfahrensschritte, wie z. B. Formgebung, Mahlung oder Siebung, durchgeführt werden. Formgebungshilfsmittel können an verschiedenen Stellen im Prozess eingebracht werden. Die Herstellung der Katalysatorformkörper kann auf unterschiedliche Weise erfolgen:The shaped catalyst bodies can be present for example in the form of strands, spheres, pellets or tablets. In order to arrive at the molded catalyst (shaped catalyst body), depending on the respective shaping variant in addition to the process steps treatment, drying, calcination, further process steps such. As shaping, grinding or screening, are performed. Shaping aids can be introduced at various points in the process. The preparation of the shaped catalyst bodies can be carried out in different ways:

In einer ersten Ausführungsvariante können Katalysatorformkörper, insbesondere erfindungsgemäße Katalysatorformkörper, dadurch erhalten werden, dass Alumosilikatformkörper mit einer sauren wässrigen Magnesiumsalzlösung behandelt, optional getrocknet und anschließend kalziniert werden.In a first embodiment, shaped catalyst bodies, in particular shaped catalyst bodies according to the invention, can be obtained by treating aluminosilicate shaped bodies with an acidic aqueous magnesium salt solution, optionally drying them and then calcining them.

In einer zweiten Ausführungsform kann ein Katalysatorformkörper dadurch erhalten werden, dass ein Alumosilikatpulver, zunächst mit einer sauren wässrigen Magnesiumsalzlösung behandelt wird, dann gegebenenfalls getrocknet und anschließend kalziniert wird, und anschließend das erhaltene Katalysatorpulver durch in der Technik übliche Verfahren wie beispielsweise Kompaktierung, Extrusion, Pelletierung, Tablettierung, Granulation oder Coating zu Katalysatorformkörpern verarbeitet wird. Für die Formgebung benötigte Additive, wie z. B. Bindemittel oder weitere Hilfsstoffe können dabei an verschiedenen Stellen im Herstellungsprozess, so z. B. im Verfahrensschritt a) zugegeben werden. Beim Herstellen eines Formkörpers aus einem Alumosilikatpulver als Ausgangsmaterial kann von Pulvern mit unterschiedlicher mittlerer Korngröße und unterschiedlicher Korngrößenverteilung ausgegangen werden. Bevorzugt wird für die Herstellung von Formkörpern ein Alumosilikatpulver eingesetzt, bei dem 95 % der Partikel eine Korngröße von 5 bis 100 µm, vorzugsweise von 10 bis 30 µm und besonders bevorzugt von 20 bis 30 µm aufweisen (Bestimmt durch Laserbeugung, siehe oben).In a second embodiment, a shaped catalyst body can be obtained by treating an aluminosilicate powder, first with an acidic aqueous magnesium salt solution, then optionally dried and then calcined, and then the resulting catalyst powder by methods commonly used in the art For example, compaction, extrusion, pelleting, tableting, granulation or coating is processed into shaped catalyst bodies. For the shaping needed additives such. B. binders or other auxiliaries can at different points in the manufacturing process, such. B. in process step a) are added. When producing a shaped body of an aluminosilicate powder as a starting material, it is possible to start from powders with different average grain size and different particle size distribution. For the production of moldings, preference is given to using an aluminosilicate powder in which 95% of the particles have a particle size of from 5 to 100 μm, preferably from 10 to 30 μm and particularly preferably from 20 to 30 μm (determined by laser diffraction, see above).

In einer dritten Ausführungsform des Verfahrens können Pellets des Katalysators dadurch erhalten werden, dass in Verfahrensschritt a) ein Alumosilikatpulver mit einer sauren wässrigen Magnesiumsalzlösung behandelt, optional getrocknet (Verfahrensschritt c)) und anschließend in Verfahrenschritt b) kalziniert wird und das so erhaltene Katalysatorpulver, z. B. in einem Eirichmischer, unter Zugabe von Bindemittel pelletiert wird und die erhaltenen Pellets in einem weiteren Verfahrensschritt c) getrocknet und anschließend in einem weiteren Verfahrensschritt b) kalziniert werden.In a third embodiment of the process, pellets of the catalyst can be obtained by treating an aluminosilicate powder with an acidic aqueous magnesium salt solution in process step a), optionally drying it (process step c)) and then calcining it in process step b), and then recovering the catalyst powder obtained, eg , B. in a Eirichmischer, is pelleted with the addition of binder and the pellets obtained in a further process step c) dried and then calcined in a further process step b).

In einer vierten Ausführungsform des Herstellverfahrens können Pellets des Katalysators dadurch erhalten werden, dass in Verfahrensschritt a) ein Alumosilikatpulver, Bindemittel und saure wässrige Magnesiumsalzlösung gemischt werden und das so behandelte Alumosilikatpulver, z. B. in einem Eirichmischer, pelletiert wird und die erhaltenen feuchten Pellets in Verfahrensschritt c) getrocknet und anschließend in Verfahrensschritt b) im Gasstrom kalziniert werden.In a fourth embodiment of the production process, pellets of the catalyst can be obtained by mixing in step a) an aluminosilicate powder, binder and acidic aqueous magnesium salt solution, and treating the aluminosilicate powder thus treated, e.g. B. in an Eirich mixer, and the resulting moist pellets are dried in step c) and then calcined in step b) in the gas stream.

In einer fünften Ausführungsform des Herstellverfahrens können Tabletten des Katalysators dadurch erhalten werden, dass in Verfahrensschritt a) ein Alumosilikatpulver, Bindemittel, optional Gleitmittel und saure wässrige Magnesiumsalzlösung gemischt werden und das so behandelte Alumosilikatpulver, z. B. in einem Eirichmischer, zu Mikropellets vorzugsweise mit einem mittleren Durchmesser 0,5 bis 10 mm, bevorzugt 1 bis 5 mm und besonders bevorzugt von 1 bis 3 mm (Bestimmung der Korngröße kann z. B. durch Siebanalyse erfolgen) pelletiert wird und die erhaltenen feuchten Pellets in Verfahrensschritt c) getrocknet und anschließend optional in Verfahrensschritt b) im Gasstrom kalziniert werden. Die erhaltenen Pellets können dann, falls in Verfahrensschritt a) noch nicht geschehen mit einem Gleitmittel, wie z. B. Graphit, vermischt und anschließend auf einer handelsüblichen Tablettenpresse, z. B. einer Rundläuferpresse, tablettiert werden. Die Tabletten können dann, falls noch kein Verfahrensschritt b) durchgeführt wurde, in Verfahrensschritt b) kalziniert werden oder optional nachkalziniert werden.In a fifth embodiment of the manufacturing process, tablets of the catalyst can be obtained by mixing in step a) an aluminosilicate powder, binder, optionally lubricants and acidic aqueous magnesium salt solution, and treating the aluminosilicate powder thus treated, e.g. In an Eirich mixer, to micropellets preferably having an average diameter of 0.5 to 10 mm, preferably 1 to 5 mm, and more preferably from 1 to 3 mm (determination of the particle size can be carried out, for example, by sieve analysis) and the moist pellets obtained are dried in process step c) and then optionally calcined in process step b) in the gas stream. The obtained pellets can then, if in step a) not yet done with a lubricant such. As graphite, mixed and then on a commercial tablet press, z. B. a rotary press, are tabletted. If no process step b) has yet been carried out, the tablets can then be calcined in process step b) or optionally post-calcined.

In einer sechsten Ausführungsform des Herstellverfahrens können Tabletten des Katalysators dadurch erhalten werden, dass vorgeformte Formkörperkatalysatoren, wie sie z. B. als Pellets in Ausführungsform drei oder vier erhaltenen werden können, gemahlen und das erhaltene Granulat/Pulver gesiebt wird, so dass ein tablettierfähiges Granulat von Katalysator erhalten wird, und diesem Granulat Gleitmittel zugemischt wird. Das so vorbereitete Granulat kann anschließend tablettiert werden. Die Tabletten können dann, falls noch kein Verfahrensschritt b) durchgeführt wurde, in Verfahrensschritt b) kalziniert werden. Das Zumischen eines Gleitmittels kann entfallen, wenn bereits bei der Herstellung der Pellets, z. B. in Verfahrenschritt a) ein Gleitmittel zugefügt wurde.In a sixth embodiment of the manufacturing process, tablets of the catalyst can be obtained by preforming shaped-body catalysts, as described, for example, in US Pat. B. can be obtained as pellets in embodiment three or four, ground and the resulting granules / powder is sieved, so that a pelletizable granules of catalyst is obtained, and lubricant is added to this granules. The granules thus prepared can then be tabletted. If no process step b) has yet been carried out, the tablets can then be calcined in process step b). The addition of a lubricant can be omitted if already in the production of pellets, z. B. in process step a) a lubricant was added.

In einer siebten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können mit dem Katalysator beschichtete Materialien/Träger hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform wird zunächst ein Katalysatorpulver dadurch hergestellt werden, dass in Verfahrensschritt a) ein Alumosilikatpulver mit einer sauren wässrigen Magnesiumsalzlösung behandelt, optional getrocknet (Verfahrensschritt c)) und optional kalziniert (Verfahrenschritt b)) wird. Das so erhaltene Katalysatorpulver, wird anschließend in einem Suspensionsmittel, wie z. B. Wasser oder Alkohol suspendiert, wobei gegebenenfalls ein Bindemittel der Suspension zugegeben werden kann. Die so hergestellte Suspension kann dann auf jedes beliebige Material aufgebracht werden. Nach dem Aufbringen wird optional getrocknet (Verfahrensschritt c)) und anschließend kalzinieren (Verfahrenschritt b)). Auf diese Weise lassen sich mit dem bevorzugten Katalysator beschichtete Materialien/Träger bereitstellen. Solche Materialien/Träger können z. B. Metallplatten oder -gewebe, wie sie als Einbauten in Reaktoren oder Kolonnen, insbesondere Reaktivdestillationskolonnen verwendet werden können, oder auch Metall-, Glas- oder Keramikkugeln oder Kugeln von anorganischen Oxiden sein.In a seventh embodiment of the process according to the invention, materials / carriers coated with the catalyst can be prepared. In this embodiment, a catalyst powder is first prepared by treating, in process step a), an aluminosilicate powder with an acidic aqueous magnesium salt solution, optionally drying (process step c)) and optionally calcining (process step b)). The catalyst powder thus obtained, is then in a suspension medium, such as. As water or alcohol, optionally a binder of the suspension can be added. The suspension thus prepared can then be applied to any material. After application, it is optionally dried (process step c)) and then calcined (process step b)). In this way, coated materials / supports can be provided with the preferred catalyst. Such materials / carriers may, for. As metal plates or fabrics, as they are as internals in Reactors or columns, in particular reactive distillation columns can be used, or metal, glass or ceramic balls or balls of inorganic oxides.

In einer achten Ausführungsform des Herstellverfahrens können Extrudate des Katalysators, insbesondere des erfindungsgemäßen Katalysators, dadurch erhalten werden, dass in Verfahrensschritt a) ein Alumosilikatpulver, saure wässrige Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzlösung, Bindemittel beispielsweise Disperal und weitere für die Extrusion übliche Formhilfsmittel beispielsweise Tone wie Bentonit oder Attapulgit in einem Kneter oder Eirich-Mischer gemischt werden und in einem Extruder zu Extrudaten vorzugsweise mit einem mittleren Durchmesser von 0,5 bis 10 mm, bevorzugt von 1 bis 5 mm und besonders bevorzugt von 1 bis 3 mm extrudiert werden und die erhaltenen feuchten Extrudate optional in Verfahrensschritt c) getrocknet und anschließend in Verfahrensschritt b) im Gasstrom kalziniert werden.In an eighth embodiment of the preparation process, extrudates of the catalyst, in particular of the catalyst according to the invention, can be obtained by using in process step a) an aluminosilicate powder, acidic aqueous alkali and / or alkaline earth metal salt solution, binder, for example, disperal and other molding aids customary for extrusion, for example clays Bentonite or Attapulgit be mixed in a kneader or Eirich mixer and extruded in an extruder into extrudates preferably having an average diameter of 0.5 to 10 mm, preferably from 1 to 5 mm and particularly preferably from 1 to 3 mm and the obtained moist extrudates are optionally dried in process step c) and then calcined in process step b) in the gas stream.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Isoolefinen, insbesondere von Isobuten, durch Spaltung von tertiären Alkoholen oder Alkyl-tert.-alkylethern in der Gasphase an einem festen Katalysator kann in allen geeigneten Reaktoren durchgeführt werden, die eine den Katalysator aufweisende Reaktionszone (Katalysatorzone) aufweisen, die räumlich von einem Heizmantel, durch den der Wärmeträger strömt, getrennt ist. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Plattenreaktor, in einem Rohrreaktor, in mehreren parallel zueinander geschalteten Rohrreaktoren oder Plattenreaktoren oder in einem Rohrbündelreaktor durchgeführt. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Rohrbündelreaktor durchgeführt.The process according to the invention for preparing isoolefins, in particular isobutene, by cleavage of tertiary alcohols or alkyl tertiary-alkyl ethers in the gas phase over a solid catalyst can be carried out in all suitable reactors which have a catalyst-containing reaction zone (catalyst zone), spatially separated by a heating jacket through which the heat transfer medium flows. The process according to the invention is preferably carried out in a plate reactor, in a tubular reactor, in several tubular reactors or plate reactors connected in parallel or in a tube bundle reactor. The process according to the invention is preferably carried out in a tube bundle reactor.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Hohlkörper, in denen sich der Katalysator befindet, nicht nur Rohre im üblichen Sprachgebrauch sein müssen. Die Hohlkörper können auch nicht kreisförmige Querschnitte aufweisen. Sie können beispielsweise elliptisch oder dreieckig sein.It should be noted that the hollow bodies in which the catalyst is located, not only pipes in common usage must be. The hollow bodies may also have non-circular cross-sections. For example, they can be elliptical or triangular.

Die für den Bau des Reaktors verwendeten Materialien, insbesondere das Material, welches die Reaktionszone von dem Heizmantel trennt, weist vorzugsweise einen hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten (größer 40 W/(m • K)) auf. Bevorzugt wird als Material mit hohem Wärmeleitfähigkeitskoeffizient Eisen oder eine Eisenlegierung, wie z. B. Stahl eingesetzt.The materials used for the construction of the reactor, in particular the material which separates the reaction zone from the heating jacket, preferably has a high Thermal conductivity coefficients (greater than 40 W / (m • K)). Preferred as a material with a high coefficient of thermal conductivity iron or an iron alloy, such as. B. steel used.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Rohrbündelreaktor durchgeführt, so weisen die einzelnen Rohre vorzugsweise eine Länge von 1 bis 15 m, bevorzugt von 3 bis 9 m und besonders bevorzugt 5 bis 9 m auf. Die einzelnen Rohre in einem im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Rohrbündelreaktor weisen vorzugsweise einen inneren Durchmesser von 10 bis 60 mm, bevorzugt von 20 bis 40 mm und besonders bevorzugt von 24 bis 35 mm auf. Es kann vorteilhaft sein, wenn die einzelnen Rohre des im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Rohrbündelreaktors eine Dicke der Rohrwand von 1 bis 4 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 3 mm aufweisen.If the process according to the invention is carried out in a tube bundle reactor, the individual tubes preferably have a length of from 1 to 15 m, preferably from 3 to 9 m and particularly preferably from 5 to 9 m. The individual tubes in a tube bundle reactor used in the method according to the invention preferably have an inner diameter of 10 to 60 mm, preferably from 20 to 40 mm and particularly preferably from 24 to 35 mm. It may be advantageous if the individual tubes of the tube bundle reactor used in the method according to the invention have a thickness of the tube wall of 1 to 4 mm, preferably from 1.5 to 3 mm.

In einem in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Rohrbündelreaktor sind die Rohre vorzugsweise parallel angeordnet. Bevorzugt sind die Rohre gleichmäßig angeordnet. Die Anordnung der Rohre kann z. B. quadratisch, dreieckig oder rautenförmig sein. Besonders bevorzugt wird eine Anordnung, bei der die virtuell verbundenen Mittelpunkte von drei gegenseitig benachbarten Rohren ein gleichseitiges Dreieck bilden, d. h. die Rohre haben den gleichen Abstand. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren in einem Rohrbündelreaktor, in dem die Rohre einen Abstand von 3 bis 15 mm, besonders bevorzugt von 4 bis 7 mm zueinander aufweisen, durchgeführt.In a tube bundle reactor used in the method according to the invention, the tubes are preferably arranged in parallel. Preferably, the tubes are arranged uniformly. The arrangement of the tubes can, for. B. square, triangular or rhombic. Particularly preferred is an arrangement in which the virtual connected centers of three mutually adjacent tubes form an equilateral triangle, i. H. the tubes are the same distance. The process according to the invention is preferably carried out in a tube bundle reactor in which the tubes have a spacing of 3 to 15 mm, particularly preferably 4 to 7 mm, from one another.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise so betrieben, dass der Umsatz an Verbindungen der Formel I im Bereich von 70 bis 98 %, insbesondere im Bereich von 90 bis 95 % liegen.The process according to the invention is preferably operated such that the conversion of compounds of the formula I is in the range from 70 to 98%, in particular in the range from 90 to 95%.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Isobuten und Methanol durch Spaltung von MTBE. Der erfindungsgemäß betriebene Reaktor kann ein integraler Bestandteil von Verfahren zur Herstellung von Isobuten aus technischem MTBE sein. Solche Verfahren sind bereits häufig im Stand der Technik beschrieben worden.In particular, the present invention relates to the preparation of isobutene and methanol by cleavage of MTBE. The reactor operated according to the invention may be an integral part of processes for the production of isobutene from technical MTBE. Such methods have often been described in the prior art.

Die Spaltgemische können auf bekannte Art und Weise, z. B. so, wie im Stand der Technik beschrieben, aufgearbeitet werden. Eine bevorzugte Art der Aufarbeitung wird nachfolgend beschrieben.The gap mixtures can be prepared in a known manner, for. B. as described in the prior art, worked up. A preferred mode of workup is described below.

Um das Spaltproduktgemisch aufzuarbeiten, kann das Spaltproduktgemisch in einem ersten Destillationsschritt in einen Isoolefin aufweisenden Kopfstrom und einen nicht umgesetzte Verbindung der Formel I aufweisenden Sumpfstrom aufgetrennt. Die destillative Auftrennung des Spaltprodukts in einen Isoolefin aufweisenden Kopfstrom und einen nicht umgesetzte Verbindung der Formel I aufweisenden Sumpfstrom erfolgt in zumindest einer Kolonne, bevorzugt in genau einer Destillationskolonne.In order to work up the cleavage product mixture, the cleavage product mixture can be separated in a first distillation step into an isoolefin-containing overhead stream and an unreacted compound of the formula I having bottom stream. The distillative separation of the cleavage product in an isoolefin-containing overhead stream and a unreacted compound of formula I comprising the bottom stream takes place in at least one column, preferably in exactly one distillation column.

Eine in der destillativen Auftrennung bevorzugt eingesetzte Destillationskolonne weist vorzugsweise von 20 bis 55 theoretische Trennstufen, bevorzugt von 25 bis 45 und besonders bevorzugt von 30 bis 40 theoretische Trennstufen auf. Das Rücklaufverhältnis beträgt, in Abhängigkeit von der realisierten Stufenzahl, der Zusammensetzung des Reaktoraustrags und der erforderlichen Reinheiten von Destillat und Sumpfprodukt, vorzugsweise kleiner 5, bevorzugt kleiner 1. Der Betriebsdruck der Kolonne kann vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 MPa(abs) eingestellt werden. Um einen Kompressor zu sparen, kann es vorteilhaft sein, die Kolonne bei einem niedrigeren Druck als den Druck, mit dem der Spaltreaktor betrieben wird, zu betreiben. Um Isobuten gegen Kühlwasser kondensieren zu können, ist ein Druck von ca. 0,5 MPa(abs) notwendig. Wird die Spaltung beispielsweise bei einem Druck von 0,65 MPa(abs) betrieben, kann es vorteilhaft sein, wenn die Destillation bei einem Betriebsdruck von 0,55 bis 0,6 MPa(abs) durchgeführt wird. Zur Beheizung des Verdampfers kann z. B. 0,4 MPa-Dampf eingesetzt werden. Das Sumpfprodukt enthält vorzugsweise nicht umgesetzte Verbindung der Formel I, Alkohol oder Wasser sowie gegebenenfalls Nebenprodukte, wie beispielsweise Diisobuten und/oder 2-Methoxybutan. Das Kopfprodukt ist vorzugsweise Isoolefin, insbesondere Isobuten mit einer Reinheit größer 95 Massen-%, bezogen auf das gesamte Kopfprodukt.A distillation column which is preferably used in the distillative separation preferably has from 20 to 55 theoretical plates, preferably from 25 to 45 and particularly preferably from 30 to 40 theoretical plates. The reflux ratio is, depending on the number of stages realized, the composition of the reactor effluent and the required purities of distillate and bottom product, preferably less than 5, preferably less than 1. The operating pressure of the column may preferably be between 0.1 and 2.0 MPa (abs) be set. To save a compressor, it may be advantageous to operate the column at a lower pressure than the pressure at which the cleavage reactor is operated. In order to condense isobutene against cooling water, a pressure of approx. 0.5 MPa (abs) is necessary. If the cleavage is operated, for example, at a pressure of 0.65 MPa (abs) , it may be advantageous if the distillation is carried out at an operating pressure of 0.55 to 0.6 MPa (abs) . To heat the evaporator z. B. 0.4 MPa steam can be used. The bottom product preferably contains unreacted compound of formula I, alcohol or water and optionally by-products, such as diisobutene and / or 2-methoxybutane. The top product is preferably isoolefin, in particular isobutene having a purity greater than 95% by mass, based on the total top product.

Optional kann die Aufarbeitung des Spaltproduktgemisches in zumindest einer als Reaktivdestillationskolonne ausgeführten Kolonne durchgeführt werden. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den Vorteil, dass der Umsatz an Verbindung der Formel I im gesamten Verfahren dadurch erhöht werden kann, dass ein Teil der in der Spaltung nicht umgesetzten Verbindung der Formel I im Reaktionsteil der Reaktivdestillationskolonne zu Isoolefin und Alkohol bzw. Wasser gespalten wird.Optionally, the workup of the cleavage product mixture can be carried out in at least one column designed as a reactive distillation column. These Embodiment of the inventive method has the advantage that the conversion of compound of formula I in the entire process can be increased by part of the unreacted in the cleavage compound of formula I is cleaved in the reaction section of the reactive distillation to isoolefin and alcohol or water ,

Als Katalysatoren können im Reaktionsteil der Reaktivdestillationskolonne alle Katalysatoren eingesetzt werden, die zur Spaltung von Verbindungen der Formel I geeignet sind. Bevorzugt werden als Katalysatoren saure Katalysatoren eingesetzt. Eine besonders bevorzugte Gruppe von sauren Katalysatoren für den Einsatz im Reaktionsteil der Reaktivdestillationskolonne sind feste, saure Ionenaustauscherharze, insbesondere solche mit Sulfonsäuregruppen. Geeignete saure Ionenaustauscherharze sind beispielsweise solche, die durch Sulfonierung von Phenol/Aldehyd-Kondensaten oder von Cooligomeren von aromatischen Vinylverbindungen hergestellt werden. Beispiele für aromatische Vinylverbindungen zur Herstellung der Cooligomere sind: Styrol, Vinyltoluol, Vinylnaphthalin, Vinylethylbenzol, Methylstyrol, Vinylchlorbenzol, Vinylxylol und Divinylbenzol. Insbesondere werden die Cooligomeren, die durch Umsetzung von Styrol mit Divinylbenzol entstehen, als Vorstufe für die Herstellung von Ionenaustauscherharzen mit Sulfonsäuregruppen verwendet. Die Harze können gelförmig, makroporös oder schwammförmig hergestellt werden. Die Eigenschaften dieser Harze, insbesondere spezifische Oberfläche, Porosität, Stabilität, Quellung bzw. Schrumpfung und Austauschkapazität, können durch den Herstellprozess variiert werden.As catalysts, all catalysts which are suitable for the cleavage of compounds of the formula I can be used in the reaction section of the reactive distillation column. Preference is given to using acid catalysts as catalysts. A particularly preferred group of acidic catalysts for use in the reaction part of the reactive distillation column are solid, acidic ion exchange resins, in particular those having sulfonic acid groups. Suitable acidic ion exchange resins are, for example, those prepared by sulfonation of phenol / aldehyde condensates or cooligomers of vinyl aromatic compounds. Examples of aromatic vinyl compounds for preparing the cooligomers are: styrene, vinyltoluene, vinylnaphthalene, vinylethylbenzene, methylstyrene, vinylchlorobenzene, vinylxylene and divinylbenzene. In particular, the co-oligomers formed by reacting styrene with divinylbenzene are used as precursors for the preparation of ion exchange resins having sulfonic acid groups. The resins can be prepared gel-like, macroporous or spongy. The properties of these resins, especially specific surface area, porosity, stability, swelling and exchange capacity, can be varied by the manufacturing process.

Im Reaktionsteil der Reaktivdestillationskolonne werden die Ionenaustauscherharze in ihrer H-Form oder zumindest teilweise in der H-Form eingesetzt. Stark saure Harze des Styrol-Divinylbenzol-Typs werden u. a. unter folgenden Handelsnamen verkauft: Duolite C20, Duolite C26, Amberlyst 15, Amberlyst 35, Amberlyst 46, Amberlite IR-120, Amberlite 200, Dowex 50, Lewatit SPC 118, Lewatit SPC 108, K2611, K2621, OC 1501.In the reaction part of the reactive distillation column, the ion exchange resins are used in their H-form or at least partially in the H-form. Strongly acidic resins of the styrene-divinylbenzene type become u. a. sold under the following trade names: Duolite C20, Duolite C26, Amberlyst 15, Amberlyst 35, Amberlyst 46, Amberlite IR-120, Amberlite 200, Dowex 50, Lewatit SPC 118, Lewatit SPC 108, K2611, K2621, OC 1501.

Das Porenvolumen der eingesetzten Ionenaustauscherharze beträgt vorzugsweise von 0,3 bis 0,9 ml/g, insbesondere von 0,5 bis 0,9 ml/g. Die Korngröße des Harzes beträgt vorzugsweise von 0,3 mm bis 1,5 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 1,0 mm. Die Korngrößenverteilung kann enger oder weiter gewählt werden. So können beispielsweise Ionenaustauscherharze mit sehr einheitlicher Korngröße (monodisperse Harze) eingesetzt werden. Die Kapazität des Ionenaustauschers beträgt, bezogen auf die Lieferform, vorzugsweise von 0,7 bis 2,0 eq/l, insbesondere von 1,1 bis 2,0 eq/l.The pore volume of the ion exchange resins used is preferably from 0.3 to 0.9 ml / g, in particular from 0.5 to 0.9 ml / g. The grain size of the resin is preferably from 0.3 mm to 1.5 mm, preferably from 0.5 mm to 1.0 mm. The particle size distribution can be narrowed or further selected. For example, ion exchange resins with very uniform grain size (monodisperse resins) are used. The capacity of the ion exchanger, based on the delivery form, is preferably from 0.7 to 2.0 eq / l, in particular from 1.1 to 2.0 eq / l.

Im Reaktionsteil einer optional als Reaktivdestillationskolonne ausgeführten Kolonne kann der Katalysator entweder in der Packung integriert sein, wie beispielsweise in KataMax® (wie in EP 0 428 265 beschrieben) oder KataPak® (wie in EP 0 396 650 oder DE 298 07 007.3 U1 beschrieben) Packungen, oder auf Formkörpern aufpolymerisiert sein (wie in US 5,244,929 beschrieben).In the reaction part of a column optionally designed as a reactive distillation column, the catalyst can either be integrated in the packing, as for example in KataMax® (as in US Pat EP 0 428 265 described) or KataPak® (as in EP 0 396 650 or DE 298 07 007.3 U1 described) packings, or be polymerized on moldings (as in US 5,244,929 described).

Bevorzugt weist die Reaktivdestillationskolonne oberhalb der Katalysatorpackung einen Bereich rein destillativer Trennung auf. Bevorzugt weist die Zone oberhalb der Katalysatorpackung 5 bis 25, insbesondere 5 bis 15 theoretische Trennstufen auf. Die Trennzone unterhalb des Katalysators umfasst vorzugsweise von 5 bis 35, bevorzugt von 5 bis 25 theoretische Trennstufen. Der Zulauf zur Reaktivdestillationskolonne kann oberhalb oder unterhalb, vorzugsweise oberhalb der Katalysatorzone erfolgen.The reactive distillation column preferably has a region of purely distillative separation above the catalyst packing. The zone above the catalyst packing preferably has 5 to 25, in particular 5 to 15, theoretical plates. The separation zone below the catalyst preferably comprises from 5 to 35, preferably from 5 to 25 theoretical plates. The feed to the reactive distillation column can be carried out above or below, preferably above the catalyst zone.

Die Umsetzung der Verbindung der Formel I zu Isoolefin und Alkohol bzw. Wasser erfolgt in der Reaktivdestillation vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 60 bis 140 °C, bevorzugt bei 80 bis 130 °C, besonders bevorzugt bei 90 bis 110 °C (Temperatur im Bereich der Kolonne, in der sich der Katalysator befindet; die Sumpftemperatur kann deutlich höher liegen).The reaction of the compound of formula I to isoolefin and alcohol or water is carried out in the reactive distillation preferably in a temperature range of 60 to 140 ° C, preferably at 80 to 130 ° C, particularly preferably at 90 to 110 ° C (temperature in the Column in which the catalyst is located, the bottom temperature can be significantly higher).

Für den Betriebsdruck der Reaktivdestillationskolonne können prinzipiell ähnliche Betriebsbedingungen wie für die oben beschriebene Ausführung als reine Destillationskolonne gewählt werden. So wird vorzugsweise ein Betriebsdruck der Reaktivdestillationskolonne von 0,1 bis 1,2 MPa(abs) eingestellt. Um einen Kompressor zu sparen, kann es vorteilhaft sein, die Kolonne bei einem niedrigeren Druck als den Druck, mit dem der Spaltreaktor betrieben wird, zu betreiben. Um Isobuten gegen Kühlwasser kondensieren zu können, ist ein Druck von ca. 0,5 MPa(abs) notwendig. Wird die Spaltung beispielsweise bei einem Druck von 0,65 MPa(abs) betrieben, kann es vorteilhaft sein, wenn die Reaktivdestillation mit einem Betriebsdruck von 0,55 bis 0,6 MPa(abs) durchgeführt wird. Zur Beheizung des Verdampfers kann z. B. 0,4 MPa-Dampf eingesetzt werden.For the operating pressure of the reactive distillation column, in principle similar operating conditions as for the above-described embodiment can be selected as a pure distillation column. Thus, preferably, an operating pressure of the reactive distillation column of 0.1 to 1.2 MPa (abs) is set. To save a compressor, it may be advantageous to operate the column at a lower pressure than the pressure at which the cleavage reactor is operated. In order to condense isobutene against cooling water, a pressure of approx. 0.5 MPa (abs) is necessary. If the cleavage is operated, for example, at a pressure of 0.65 MPa (abs) , it may be advantageous if the reactive distillation with an operating pressure of 0.55 to 0.6 MPa (abs) is performed. To heat the evaporator z. B. 0.4 MPa steam can be used.

Die hydraulische Belastung in der katalytischen Packung der Kolonne beträgt vorzugsweise von 10 % bis 110 %, bevorzugt von 20 % bis 70 % ihrer Flutpunktbelastung. Unter hydraulischer Belastung einer Destillationskolonne wird die gleichmäßige strömungstechnische Beanspruchung des Kolonnenquerschnitts durch den aufsteigenden Dampf-Massenstrom und den rücklaufenden Flüssigkeits-Massenstrom verstanden. Die obere Belastungsgrenze kennzeichnet die maximale Belastung durch Dampf und Rücklaufflüssigkeit, oberhalb derer die Trennwirkung infolge Mitreißens oder Stauens der Rücklaufflüssigkeit durch den aufsteigenden Dampfstrom absinkt. Die untere Belastungsgrenze kennzeichnet die minimale Belastung, unterhalb derer die Trennwirkung absinkt oder zusammenbricht infolge unregelmäßiger Strömung oder Leerlaufen der Kolonne - z. B. der Böden ( Vauck/Müller, "Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik", S. 626, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie ).The hydraulic load in the catalytic packing of the column is preferably from 10% to 110%, preferably from 20% to 70% of its flood point load. Hydraulic loading of a distillation column is understood to be the uniform flow stress of the column cross-section due to the ascending vapor mass flow and the returning liquid mass flow. The upper load limit indicates the maximum load of steam and return fluid, above which the separation effect due to entrainment or jamming of the return fluid by the rising vapor flow decreases. The lower load limit indicates the minimum load below which the separation effect decreases or collapses due to irregular flow or emptying of the column -. B. the soil ( Vauck / Müller, "Basic Operations of Chemical Process Engineering", p. 626, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie ).

Auch bei einer Ausführung der Kolonne als Reaktivdestillationskolonne wird vorzugsweise ein Sumpfprodukt erhalten, das nicht umgesetzte Verbindung der Formel I und Alkohol bzw. Wasser sowie gegebenenfalls Nebenprodukte, wie beispielsweise Diisoolefin enthält. Das Kopfprodukt weist vorzugsweise Isoolefin mit einer Reinheit größer 95 Massen-% auf.Even with an embodiment of the column as a reactive distillation column, a bottom product is preferably obtained which contains unreacted compound of formula I and alcohol or water and optionally by-products such as diisoolefin. The top product preferably has isoolefin having a purity greater than 95% by mass.

Das Kopfprodukt, das bei dieser Destillation erhalten wird und das vorzugsweise zu größer 95 Massen-% aus Isoolefin besteht, kann direkt als Verkaufsprodukt eingesetzt werden oder weiter aufgereinigt werden.The top product obtained in this distillation, which is preferably greater than 95% by mass of isoolefin, can be used directly as a commercial product or further purified.

Da Isobuten mit Methanol ein Minimum-Azeotrop bildet, enthält das im ersten Destillationsschritt erhaltene Kopfprodukt neben dem Hauptprodukt Isobuten insbesondere Methanol. Als weitere Komponenten können im Kopfprodukt z. B. Dimethylether, welches z. B. durch Kondensation von Methanol entstanden sein kann, und lineare Butene (1-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten), welches z. B. durch Zersetzung von 2-Methoxybutan entstanden sein können, und Wasser enthalten sein.Since isobutene forms a minimum azeotrope with methanol, the top product obtained in the first distillation step contains, in addition to the main product isobutene, in particular methanol. As further components can in the top product z. For example, dimethyl ether, which z. B. may have formed by condensation of methanol, and linear butenes (1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), which z. B. may be caused by decomposition of 2-methoxy butane, and water.

Aus dem Kopfprodukt kann ein Teil des Dimethylethers optional bereits im Destillationsschritt abgetrennt werden, indem der Kondensator an der Destillationskolonne bzw. Reaktivdestillationskolonne als Partialkondensator betrieben wird. In diesem kann die im Kopfprodukt enthaltene Fraktion kondensiert werden und ein Teil des im Kopfprodukt enthaltenen Dimethylethers gasförmig abgezogen werden.From the top product, part of the dimethyl ether can optionally be separated off in the distillation step by operating the condenser on the distillation column or reactive distillation column as a partial condenser. In this, the fraction contained in the top product can be condensed and a part of the dimethyl ether contained in the top product are removed in gaseous form.

Marktgängige Isoolefinqualitäten insbesondere Isobutenqualitäten sind üblicherweise praktisch frei von Alkohol, insbesondere Methanol. Methanol kann aus dem im ersten Destillationsschritt erhaltenen Kopfprodukt nach an sich bekannten Verfahren, beispielsweise durch Extraktion, abgetrennt werden. Die Extraktion von Methanol aus dem Kopfprodukt kann beispielsweise mit Wasser oder einer wässrigen Lösung als Extraktionsmittel z. B. in einer Extraktionskolonne durchgeführt werden. Vorzugsweise wird die Extraktion mit Wasser oder einer wässrigen Lösung in einer Extraktionskolonne durchgeführt, die vorzugsweise 4 bis 16 theoretische Trennstufen aufweist. Vorzugsweise wird das Extraktionsmittel in Bezug auf den zu extrahierenden Strom im Gegenstrom durch die Extraktionskolonne geführt. Die Extraktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 15 bis 50 °C, bevorzugt 25 bis 40 °C durchgeführt. Beispielweise kann bei der Verwendung einer Extraktionskolonne mit mehr als 6 theoretischen Trennstufen, die bei einem Druck von 0,9 MPa(abs) und einer Temperatur von 40 °C betrieben wird, ein wassergesättigtes Isoolefin, insbesondere Isobuten mit einem Isoolefingehalt bzw. Isobutengehalt von über 99 Massen-% erhalten werden.Commercially available isoolefin grades, in particular isobutene grades, are usually practically free from alcohol, in particular methanol. Methanol can be separated from the top product obtained in the first distillation step by methods known per se, for example by extraction. The extraction of methanol from the top product may be, for example, with water or an aqueous solution as extractant z. B. be carried out in an extraction column. Preferably, the extraction is carried out with water or an aqueous solution in an extraction column, which preferably has 4 to 16 theoretical plates. Preferably, the extractant is passed in countercurrent to the stream to be extracted through the extraction column. The extraction is preferably carried out at a temperature of 15 to 50 ° C, preferably 25 to 40 ° C. For example, when using an extraction column having more than 6 theoretical plates, which is operated at a pressure of 0.9 MPa (abs) and a temperature of 40 ° C, a water-saturated isoolefin, in particular isobutene with an isoolefine content or isobutene content of about 99 mass% can be obtained.

Der bei der Extraktion erhaltene methanolhaltige Wasserextrakt kann destillativ in Wasser und Methanol getrennt werden. Das Wasser kann als Extraktionsmittel in die Extraktionsstufe zurückgeführt werden. Das Methanol kann für übliche technische Synthesen, beispielsweise Veresterungen oder Veretherungen genutzt werden.The methanol-containing water extract obtained during the extraction can be separated by distillation into water and methanol. The water can be recycled as an extraction agent in the extraction stage. The methanol can be used for customary industrial syntheses, for example esterifications or etherifications.

Der feuchte Isoolefinstrom bzw. Isobutenstrom aus der Extraktionskolonne kann in einer weiteren Destillationskolonne durch Abtrennung von Wasser und optional von Dimethylether zu trockenem Isoolefin bzw. Isobuten aufgearbeitet werden. Das trockene Isoolefin bzw. Isobuten wird dabei als Sumpfprodukt erhalten. Im Kondensationssystem am Kopf der Kolonne kann nach einer Phasentrennung Wasser flüssig und Dimethylether gasförmig abgezogen werden. Eine für die Trocknung bevorzugt eingesetzte Destillationskolonne weist vorzugsweise von 30 bis 80 theoretische Trennstufen, bevorzugt von 40 bis 65 theoretische Trennstufen auf. Das Rücklaufverhältnis beträgt, in Abhängigkeit von der realisierten Stufenzahl und der erforderlichen Reinheit des Isoolefins bzw. Isobutens, vorzugsweise kleiner 60, bevorzugt kleiner 40. Der Betriebsdruck dieser für die Trocknung eingesetzten Destillationskolonne kann vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 MPa(abs) eingestellt werden.The moist Isoolefinstrom or Isobutenstrom from the extraction column can be worked up in a further distillation column by separation of water and optionally of dimethyl ether to dry isoolefin or isobutene. The dry isoolefin or isobutene is obtained as the bottom product. In the condensation system at the top of the Column can be withdrawn after a phase separation of liquid water and dimethyl ether in gaseous form. A distillation column which is preferably used for the drying preferably has from 30 to 80 theoretical plates, preferably from 40 to 65 theoretical plates. The reflux ratio, depending on the number of stages realized and the required purity of the isoolefin or isobutene, is preferably less than 60, preferably less than 40. The operating pressure of this distillation column used for the drying may preferably be between 0.1 and 2.0 MPa (abs). be set.

Eine Aufbereitung von Isobuten durch Extraktion und Destillation ist z. B. in DE 102 38 370 ausführlich beschrieben. Bevorzugt wird aus dem im ersten Destillationsschritt erhaltenen, Isoolefin bzw. Isobuten aufweisenden Kopfstrom Methanol durch Extraktion und aus dem extrahierten Isoolefin bzw. Isobuten Dimethylether und Wasser destillativ abgetrennt.A preparation of isobutene by extraction and distillation is z. In DE 102 38 370 described in detail. Methanol is preferably removed from the top stream containing isoolefin or isobutene obtained in the first distillation step by extraction, and dimethyl ether and water are removed by distillation from the extracted isoolefin or isobutene.

Wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Isobuten hergestellt, so kann dieses z. B. zur Herstellung von Methallylchlorid, Methallylsulfonaten, Methacrylsäure oder Methylmethacrylat eingesetzt werden. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn sowohl das Methanol als auch das Isobuten aus dem Spaltprodukt abgetrennt wird, sowohl das Methanol als auch das Isobuten zur Herstellung von Methylmethacrylat einzusetzen. Ein solches Verfahren zur Herstellung von Methylmethacrylat wird beispielsweise in EP 1 254 887 beschrieben, auf welches ausdrücklich verwiesen wird.If isobutene is produced by the process according to the invention, then this z. B. for the preparation of methallyl chloride, Methallylsulfonaten, methacrylic acid or methyl methacrylate. In particular, it may be advantageous if both the methanol and the isobutene is separated from the cleavage product to use both the methanol and the isobutene for the preparation of methyl methacrylate. Such a process for the preparation of methyl methacrylate is described, for example in EP 1 254 887 described, which is expressly referred to.

Das im ersten Destillationsschritt erhaltene Sumpfprodukt enthält die in der Spaltung nicht umgesetzte Verbindung der Formel I (z. B. MTBE) und den größten Teil des bei der Spaltung der Verbindung der Formel I entstandenen Alkohols bzw. Wassers. Das Sumpfprodukt kann direkt in die Spaltung zurückgeführt oder aber in einem zweiten Destillationsschritt aufgearbeitet werden. Vorzugsweise wird aus dem Sumpfprodukt des ersten Destillationsschritts in einem zweiten Destillationsschritt der größte Teil des Alkohols destillativ abgetrennt und der Rest zumindest teilweise in die Spaltung zurückgeführt.The bottom product obtained in the first distillation step contains the unreacted compound of the formula I (for example MTBE) in the cleavage and the major part of the alcohol or water formed in the cleavage of the compound of the formula I. The bottom product can be recycled directly into the cleavage or worked up in a second distillation step. Preferably, the majority of the alcohol is removed by distillation from the bottom product of the first distillation step in a second distillation step and the remainder at least partially recycled to the cleavage.

Werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren Kolonnen eingesetzt so können diese mit Einbauten, die z. B. aus Böden, rotierenden Einbauten, regellosen Schüttungen und/oder geordneten Packungen sind, versehen sein.Be used in the process according to the invention columns so they can with internals, z. B. from soils, rotating internals, random dumps and / or ordered packs are provided.

Bei den Kolonnenböden können z. B. folgende Typen zum Einsatz kommen:

  • Böden mit Bohrungen oder Schlitzen in der Bodenplatte.
  • Böden mit Hälsen oder Kaminen, die von Glocken, Kappen oder Hauben überdeckt sind.
  • Böden mit Bohrungen in der Bodenplatte, die von beweglichen Ventilen überdeckt sind.
  • Böden mit Sonderkonstruktionen.
In the column bottoms z. B. the following types are used:
  • Floors with holes or slots in the bottom plate.
  • Trays with necks or chimneys covered by bells, caps or hoods.
  • Floors with holes in the bottom plate covered by moving valves.
  • Floors with special constructions.

In Kolonnen mit rotierenden Einbauten kann der Rücklauf z. B. durch rotierende Trichter versprüht oder mit Hilfe eines Rotors als Film auf einer beheizten Rohrwand ausgebreitet werden.In columns with rotating internals of the return z. B. sprayed by rotating funnel or spread using a rotor as a film on a heated pipe wall.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren können, wie bereits gesagt, Kolonnen eingesetzt werden, die regellose Schüttungen mit verschiedenen Füllkörpern aufweisen. Die Füllkörper können aus fast allen Werkstoffen, insbesondere aus Stahl, Edelstahl, Kupfer, Kohlenstoff, Steingut, Porzellan, Glas oder Kunststoffen, bestehen und die verschiedensten Formen, insbesondere die Form von Kugeln, Ringen mit glatten oder profilierten Oberflächen, Ringen mit Innenstegen oder Wanddurchbrüchen, Drahtnetzringen, Sattelkörper und Spiralen aufweisen.In the process according to the invention, as already stated, columns can be used which have random beds with different packing. The packing may consist of almost all materials, in particular steel, stainless steel, copper, carbon, earthenware, porcelain, glass or plastics, and the most varied forms, in particular the shape of balls, rings with smooth or profiled surfaces, rings with inner webs or wall openings , Wire mesh rings, calipers and spirals.

Packungen mit regelmäßiger/geordneter Geometrie können z. B. aus Blechen oder Geweben bestehen. Beispiele für solche Packungen sind Sulzer Gewebepackungen BX aus Metall oder Kunststoff, Sulzer Lamellenpackungen Mellapak aus Metallblech, Hochleistungspackungen von Sulzer wie Mella-pakPlus, Strukturpackungen von Sulzer (Optiflow), Montz (BSH) und Kühni (Rombopak).Packages with regular / ordered geometry may e.g. B. consist of sheets or tissues. Examples of such packages are Sulzer metal or plastic BX packages, Mellapak sheet metal Sulzer laminations, Sulzer high performance packages such as Mella-pakPlus, structural packings from Sulzer (Optiflow), Montz (BSH) and Kühni (Rombopak).

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Isobuten kann für die in der Einleitung genannten Zwecke genutzt werden.The isobutene obtained by the process according to the invention can be used for the purposes mentioned in the introduction.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne die Anwendungsbreite einzuschränken, die sich aus der Beschreibung und den Patentansprüchen ergibt.The following examples are intended to illustrate the invention without restricting the scope of application that results from the description and the claims.

Beispiele:Examples: Beispiel a: Herstellung eines AlumosilikatformkörpersExample a: Preparation of an Alumosilikatformkörpers

500 g Alumosilikatpulver (Hersteller: Grace Davison, Typ: Davicat O 701, formaler Al2O3-Gehalt: 13 Massen-%, formaler SiO2-Gehalt: 76 Massen-%, formaler Na2O-Gehalt: 0,1 Massen-%, Glühverlust bei 850 °C: ca. 11 %), 363 g Disperal-Gel (formaler Al2O3-Gehalt: 15,6 %), welches durch Einrühren von 197 g Disperal, einem Boehmit mit einem formalen Al2O3-Gehalt von 77 Massen-%, der Sasol Deutschland GmbH in 803 g einer 1,28 Massen-%igen, wässrigen Salpetersäure, anschließendes gründliches Rühren, bei dem das sich bildende Gel ständig geschert und so in einem fließfähigen Zustand gehalten wird, in einem abgedeckten Behälter für 3 h bei 60 °C, Abkühlen des Gels auf Raumtemperatur und Ersetzen von eventuell verdunstetem Wasser erhalten wird, und 370 g vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) wurden zunächst gründlich miteinander in einem Intensiv-Mischer der Firma Eirich vermischt. Anschließend erfolgte eine Pelletierung in dem Intensiv-Mischer der Firma Eirich, bei der innerhalb von 30-40 Minuten gleichmäßig rundliche Pellets mit einem Durchmesser von ca. 1 bis 3 mm erhalten wurden. Die feuchten Pellets wurden zunächst bei 120 °C im Luftstrom getrocknet und anschließend mit 2 K/min auf 550 °C aufgeheizt und bei dieser Temperatur für 10 h im Luftstrom kalziniert. Die so hergestellten Alumosilikatpellets enthielten formal 76 Massen-% Al2O3 und 24 Massen-% SiO2. Weiterhin enthielt der hergestellte Katalysator 0,12 Massen-% Natriumverbindungen (berechnet als Natriumoxid). Die Zusammensetzung der Alumosilikatpellets wurde berechnet aus der Menge und der Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen. Die Alumosilikatpellets wiesen ein Porenvolumen, bestimmt mit der oben beschriebenen Cyclohexanmethode, von 1,15 ml/g auf.500 g of aluminosilicate powder (manufacturer: Grace Davison, type: Davicat O 701, formal Al 2 O 3 content: 13% by mass, formal SiO 2 content: 76% by mass, formal Na 2 O content: 0.1 mass 11%), 363 g Disperal gel (formal Al 2 O 3 content: 15.6%), which is prepared by stirring in 197 g Disperal, a boehmite with a formal Al 2 O 3 content of 77% by mass, the Sasol Deutschland GmbH in 803 g of a 1.28 mass%, aqueous nitric acid, followed by thorough stirring, in which the forming gel is sheared constantly and thus kept in a flowable state, In a covered container for 3 h at 60 ° C, cooling the gel to room temperature and replacing any evaporated water is obtained, and 370 g of demineralized water (demineralized water) were first thoroughly mixed together in an intensive mixer from Eirich. This was followed by pelleting in the intensive mixer from Eirich, in which even roundish pellets with a diameter of about 1 to 3 mm were obtained within 30-40 minutes. The moist pellets were first dried at 120 ° C in a stream of air and then heated at 2 K / min to 550 ° C and calcined at this temperature for 10 h in an air stream. The aluminosilicate pellets thus produced contained formally 76% by mass of Al 2 O 3 and 24% by mass of SiO 2 . Further, the produced catalyst contained 0.12 mass% of sodium compounds (calculated as sodium oxide). The composition of the aluminosilicate pellets was calculated from the amount and composition of the starting materials. The aluminosilicate pellets had a pore volume determined by the cyclohexane method described above of 1.15 ml / g.

Beispiel b: Herstellung eines geformten Katalysators (gemäß der Erfindung)Example b: Preparation of a shaped catalyst (according to the invention)

Aus VE-Wasser und Magnesiumnitrat-Hexahydrat wurde eine Imprägnierlösung mit einem Magnesiumgehalt von 4,7 Massen-% hergestellt. Der pH-Wert dieser Lösung betrug 5,1. Über eine Vakuumimprägnierung wurden eine ausgesiebte Fraktion des in Beispiel 1 hergestellten Alumosilikatträgers (Durchmesser: 1,0 mm - 2,8 mm) mit der sauren Magnesiumnitratlösung getränkt. Dazu wurden die Pellets in ein Glasrohr gefüllt und dieses für etwa 30 min evakuiert (Wasserstrahlpumpenvakuum von ca. 25 hPa). Anschließend wurde die Imprägnierlösung von unten bis über den oberen Rand der Festkörperschüttung gesaugt. Nach einer Einwirkzeit von etwa 15 Minuten wurde die Lösung, die nicht von dem Träger aufgenommen worden war, abgelassen. Die feuchten Pellets wurden zunächst im Luftstrom bei 140 °C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und anschließend mit 3 K/min auf 450 °C aufgeheizt und bei dieser Temperatur für 12 h kalziniert. Der hergestellte Katalysator bestand formal aus 68 Massen-% Siliziumdioxid, aus 21 Massen-% Aluminiumoxid und aus 11 Massen-% Magnesiumoxid. Weiterhin enthielt der hergestellte Katalysator 0,11 Massen-% Natriumverbindungen (berechnet als Natriumoxid). Die Zusammensetzung des Katalysators wurde berechnet aus der Menge und der Zusammensetzung der Ausgangssubstanzen sowie der abgelaufenen Imprägnierlösung. Die Natriummengen waren Bestandteil des in Beispiel 1 eingesetzten Alumosilikats. Das Porenvolumen, bestimmt mit der oben beschrieben Cyclohexanmethode, betrug 1,1 ml/g.From demineralized water and magnesium nitrate hexahydrate, an impregnating solution with a magnesium content of 4.7% by mass was prepared. The pH of this solution was 5.1. Via a vacuum impregnation, a sieved fraction of the aluminosilicate support (diameter: 1.0 mm - 2.8 mm) prepared in Example 1 was impregnated with the acidic magnesium nitrate solution. For this purpose, the pellets were filled into a glass tube and this evacuated for about 30 min (water jet pump vacuum of about 25 hPa). Subsequently, the impregnating solution was sucked from below to above the upper edge of the solid bed. After a contact time of For about 15 minutes, the solution, which had not been taken up by the carrier, was drained off. The moist pellets were first dried in a stream of air at 140 ° C to constant weight and then heated at 3 K / min to 450 ° C and calcined at this temperature for 12 h. The catalyst produced was formally 68% silica by mass, 21% aluminum oxide by mass and 11% magnesium oxide by mass. Further, the produced catalyst contained 0.11 mass% of sodium compounds (calculated as sodium oxide). The composition of the catalyst was calculated from the amount and the composition of the starting materials and the expired impregnating solution. The amounts of sodium were part of the aluminosilicate used in Example 1. The pore volume, as determined by the cyclohexane method described above, was 1.1 ml / g.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)Example 1 (comparative example)

In einem mit einem Doppelmantel ausgestatteten Laborrohrreaktor aus Edelstahl wurden Versuche zum Langzeittest des Katalysators durchgeführt. Der Reaktor wurde mit einem Katalysator gemäß Beispiel b mit einer Korngrößenverteilung zwischen 1 und 2,8 mm komplett befüllt. Dies entsprach einer Katalysatormasse von 283 g. Für die Beheizung des Reaktionsmediums wurde Marlotherm SH der Fa. Sasol Olefins & Surfactants GmbH eingesetzt. Das Edukt wurde dabei durch das Rohr und das Marlotherm SH durch den Mantel in Gleichstrom geführt. Die Versuche wurden unter Einstellung der in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen durchgeführt. Tabelle 1: Versuchbedingungen in Beispiel 1 Marlotherm-Eintrittstemperatur [°C] 220 Marlotherm-Austrittstemperatur [°C] 218 - 219 Edukteintrittstemperatur [°C] 220 WHSV [h-1] 9,6 Druck [MPa] 0,7 WHSV = weight hourly space velocity In a stainless steel laboratory tube reactor equipped with a jacket, experiments were carried out for the long-term test of the catalyst. The reactor was completely filled with a catalyst according to Example b with a particle size distribution between 1 and 2.8 mm. This corresponded to a catalyst mass of 283 g. For heating the reaction medium, Marlotherm SH from Sasol Olefins & Surfactants GmbH was used. The educt was passed through the tube and the Marlotherm SH through the jacket in direct current. The experiments were carried out under the conditions listed in Table 1. Table 1: Test conditions in Example 1 Marlothem inlet temperature [° C] 220 Marlothem outlet temperature [° C] 218 - 219 Edukteintrittstemperatur [° C] 220 WHSV [h -1 ] 9.6 print [MPa] 0.7 WHSV = w eight h ourly s pace v elocity

Unter diesen Bedingungen wurde für den MTBE-Umsatz ein Anfangswert von 22 % und eine minimale Temperatur im Rohrinneren von 164 °C erreicht. Die Selektivität zu Isobuten lag bei 99,99 %. Während 4000 Stunden verringerte sich der Umsatz auf 2,5 % bei gleich bleibender Selektivität.Under these conditions, the MTBE turnover was initialized at 22% and a minimum temperature inside the pipe reaches 164 ° C. The selectivity to isobutene was 99.99%. During 4000 hours, the conversion decreased to 2.5% with constant selectivity.

Beispiel 2 (erfindungsgemäß)Example 2 (according to the invention)

In einem mit einem Doppelmantel ausgestatteten Laborrohrreaktor aus Edelstahl wurden Versuche zum Langzeittest des Katalysators durchgeführt. Der Reaktor wurde mit einem Katalysator gemäß Beispiel b mit einer Korngrößenverteilung zwischen 1 und 2,8 mm komplett befüllt. Dies entsprach einer Katalysatormasse von 283 g. Für die Beheizung des Reaktionsmediums wurde Marlotherm SH der Sasol Olefins & Surfactants GmbH im Gleichstrom im Doppelmantel eingesetzt. Die Versuche wurden unter Einstellung der in Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen durchgeführt. Tabelle 2: Versuchbedingungen in Beispiel 2 Marlotherm-Eintrittstemperatur [°C] 250 Marlotherm-Austrittstemperatur [°C] 250 Edukteintrittstemperatur [°C] 250 WHSV [h-1] 1,6 Druck [MPa] 0,7 In a stainless steel laboratory tube reactor equipped with a jacket, experiments were carried out for the long-term test of the catalyst. The reactor was completely filled with a catalyst according to Example b with a particle size distribution between 1 and 2.8 mm. This corresponded to a catalyst mass of 283 g. For the heating of the reaction medium Marlotherm SH of Sasol Olefins & Surfactants GmbH was used in co-current in a double jacket. The experiments were carried out under the conditions listed in Table 2. Table 2: Experiment conditions in Example 2 Marlothem inlet temperature [° C] 250 Marlothem outlet temperature [° C] 250 Edukteintrittstemperatur [° C] 250 WHSV [h -1 ] 1.6 print [MPa] 0.7

Unter diesen Bedingungen wurde für den MTBE-Umsatz ein Anfangswert von 85 % und eine minimale Temperatur im Rohrinneren von 218 °C erreicht. Die Selektivität zu Isobuten lag bei 99,98 %. Während 4000 Stunden verringerte sich der Umsatz auf 70 % bei gleich bleibender Selektivität.Under these conditions, the MTBE conversion achieved an initial value of 85% and a minimum interior temperature of 218 ° C. The selectivity to isobutene was 99.98%. During 4000 hours, the conversion decreased to 70% with constant selectivity.

Der Vergleich der Ergebnisse von Beispiel 1 und 2 zeigten, dass durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise die Standdauer des Katalysators deutlich erhöht werden konnte.The comparison of the results of Example 1 and 2 showed that by the inventive Procedure, the service life of the catalyst could be significantly increased.

Claims (15)

Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Isoolefinen mit 4 bis 6 C-Atomen durch Spaltung von Verbindungen der Formel I

         R1-O-R2     (I)

mit R1 = einem 4 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisenden tertiären Alkylrest und R2 = H oder einem Alkylrest, in der Gasphase an einem festen Katalysator im Temperaturbereich 200 bis 400 °C bei einem Druck von 0,1 bis 1,2 MPa in einem Reaktor, der mit einem Heizmantel ausgestattet ist und der mit einem flüssigen Wärmeträger beheizt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spaltung so durchgeführt wird, dass der Temperaturabfall in der Katalysatorzone an jeder beliebigen Stelle in Bezug auf die Eingangstemperatur kleiner 50 °C beträgt, dass das Reaktionsgemisch im Reaktor und der Wärmeträger im Mantel im Gleichstrom durch den Reaktor strömen und dass die Temperaturdifferenz des Wärmeträgers zwischen Zulaufstelle zum Reaktor und Ablauf aus dem Reaktor auf weniger als 40 °C eingestellt wird.
Continuous process for the preparation of isoolefins having 4 to 6 carbon atoms by cleavage of compounds of the formula I.

R 1 -OR 2 ( I )

with R 1 = having a tertiary alkyl radical having 4 to 6 carbon atoms and R 2 = H or an alkyl radical, in the gas phase over a solid catalyst in the temperature range 200 to 400 ° C at a pressure of 0.1 to 1.2 MPa in a reactor which is equipped with a heating jacket and which is heated with a liquid heat carrier,
characterized,
that the cleavage is carried out so that the temperature drop in the catalyst zone at any point with respect to the inlet temperature is less than 50 ° C, that the reaction mixture in the reactor and the heat transfer medium in the jacket flow in direct current through the reactor and that the temperature difference of the heat carrier between feed point to the reactor and effluent from the reactor is set to less than 40 ° C.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Verbindungen der Formel I tert.-Butanol, Methyl-tert.-butylether, Ethyl-tert.-butylether und/oder tert.-Amylmethylether eingesetzt werden.
Method according to claim 1,
characterized,
in that the compounds of the formula I used are tert-butanol, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether and / or tert-amyl methyl ether.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Gemisch von zumindest zwei Verbindungen der Formel I eingesetzt wird.
Method according to claim 1 or 2,
characterized,
that a mixture of at least two compounds of formula I is used.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Gemisch von Verbindungen der Formel I ein Gemisch, welches tert.-Butanol und Methyl-tert.-butylether aufweist, eingesetzt wird.
Method according to claim 3,
characterized,
in that the mixture of compounds of the formula I used is a mixture which comprises tert-butanol and methyl tert-butyl ether.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Temperaturabfall in der Katalysatorzone kleiner 30 °C beträgt.
Method according to at least one of claims 1 to 4,
characterized,
that the temperature drop is in the catalyst zone is less than 30 ° C.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmeträger mit einer Temperatur, die 10 bis 30 °C höher ist als die Temperatur des in den Reaktor strömenden Edukts, in den Heizmantel des Reaktors geleitet wird.
Method according to at least one of claims 1 to 5,
characterized,
that the heat carrier with a temperature which is 10 to 30 ° C higher than the temperature of the flowing reactant into the reactor, is passed into the heating jacket of the reactor.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass als feste Katalysatoren Metalloxide, Metallmischoxide, Säuren auf Metalloxidträgern oder Metallsalze oder Mischungen davon eingesetzt werden.
Method according to at least one of claims 1 to 6,
characterized,
in that metal oxides, metal mixed oxides, acids on metal oxide carriers or metal salts or mixtures thereof are used as solid catalysts.
Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass feste Katalysatoren eingesetzt werden, die eine mittlere Korngröße von 2 bis 4 mm aufweisen.
Method according to claim 7,
characterized,
that solid catalysts are used which have an average particle size of 2 to 4 mm.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenn als Verbindung I MTBE eingesetzt wird, dieses an einem Katalysator, der aus Magnesiumoxid, Aluminiumoxid und Siliziumoxid besteht, zu Isobuten und Methanol gespaltet wird.
Method according to at least one of claims 1 to 8,
characterized,
that when used as Compound I MTBE, this is cleaved on a catalyst consisting of magnesium oxide, alumina and silica, to isobutene and methanol.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem Rohrreaktor, Rohrbündelreaktor oder Plattenreaktor durchgeführt wird.
Method according to at least one of claims 1 to 9,
characterized,
that the method is carried out in a tubular reactor, tube bundle reactor or plate reactor.
Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem Rohrbündelreaktor durchgeführt wird.
Method according to claim 10,
characterized,
that the process is carried out in a tube bundle reactor.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem Rohrbündelreaktor, dessen einzelne Rohre eine Länge von 1 bis 15 m aufweisen, durchgeführt wird.
Method according to claim 10 or 11,
characterized,
that the method is in a tube bundle reactor whose individual tubes have a length of 1 to 15 m performed.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem Rohrbündelreaktor, dessen einzelne Rohre einen inneren Durchmesser von 10 bis 60 mm aufweisen, durchgeführt wird.
Method according to at least one of claims 10 to 12,
characterized,
that the method is in a tube bundle reactor whose individual tubes having an internal diameter of 10 to 60 mm, performed.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem Rohrbündelreaktor, dessen einzelne Rohre eine Dicke der Rohrwand von 1 bis 4 mm aufweisen, durchgeführt wird.
Method according to at least one of claims 10 to 13,
characterized,
that the method is in a tube bundle reactor whose individual tubes have a thickness of the tube wall from the 1 to 4 mm, performed.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren in einem Rohrbündelreaktor, in dem die Rohre einen Abstand von 3 bis 15 mm zueinander aufweisen, durchgeführt wird.
Method according to at least one of claims 10 to 14,
characterized,
that the process is carried out in a tube bundle reactor in which the tubes have a distance of 3 to 15 mm from each other.
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